НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности
(утв. Приказом ГУГПС МЧС РФ от 18.06.2003 № 314)
Внимание
Документ фактически утратил силу в связи с изданием Свода правил «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» СП 12.13130.2009, утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 № 182. Документ введен в действие с 01.08.2003. Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["СН 463-74"]:::rst n1["ОНТП-24-86"]:::rst n2["СТ СЭВ 446-77"]:::rst click n2 "https://bukva.ai/docs/standart-st-sev-446-77" "СТ СЭВ 446-77. Стандарт СЭВ. Противопожарные нормы строительного проектирования. Методика определения расчетной пожарной нагрузки (введен в действие Постановлением Госстроя СССР от" n3["НПБ 105-95"]:::rst click n3 "https://bukva.ai/docs/32-mvd-rossii-ministerstvo" "НПБ 105-95. Нормы государственной противопожарной службы МВД России. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности (утв. и введены в действие Прик" n4["НПБ 107-97"]:::rst click n4 "https://bukva.ai/docs/normy-8" "НПБ 107-97. Определение категорий наружных установок по пожарной опасности (утв. ГУГПС МВД России, введены Приказом ГУГПС МВД России от 17.02.1997 N 8)" n5["НПБ 105-03"]:::rst click n5 "https://bukva.ai/docs/npb-105-03" "НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (утв. Приказом ГУГПС МЧС РФ от 18.06.20" n6["СП 12.13130.2009"]:::doc click n6 "https://bukva.ai/docs/sp-svod-pravil-sp-12-13130-2009" "СП 12.13130.2009. Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 N 182)" n5 --> n6 n2 --> n5 n4 --> n5 n3 --> n5 n1 --> n3 n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
Утверждены Приказом ГУГПС МЧС РФ от 18 июня 2003 г. № 314
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Determination of categories of rooms, buildings and external installations on excplosion and fire hazard
Дата введения 1 августа 2003 года
Разработаны Главным управлением Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ГУГПС МЧС России) и Федеральным учреждением «Всероссийский ордена „Знак Почета“ научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГУ ВНИИПО МЧС России).
Внесены и подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления Государственной противопожарной службы (ГУГПС МЧС России).
Письмом Минюста России от 27.06.2003 г. № 07/6504-ЮД признаны не нуждающимися в государственной регистрации.
Утверждены Приказом МЧС России от 18.06.2003 г. № 314.
Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97.
Настоящие нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами — пожарных отсеков) <*> 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, а также методику определения категорий наружных установок производственного и складского назначения <**> по пожарной опасности.
<*> Далее по тексту — помещений и зданий.
<**> Далее по тексту — наружные установки.
Методика определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности должна использоваться в проектно-сметной и эксплуатационной документации на здания, помещения и наружные установки.
Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.
Требования норм к наружным установкам должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического проектирования, касающихся категорирования наружных установок, утвержденных в установленном порядке.
В области оценки взрывоопасности настоящие нормы выделяют категории взрывопожароопасных помещений и зданий, более детальная классификация которых по взрывоопасности и необходимые защитные мероприятия должны регламентироваться самостоятельными нормативными документами.
Категории помещений и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования.
Настоящие нормы не распространяются:
на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ (далее — ВВ), средств инициирования ВВ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке;
на наружные установки для производства и хранения ВВ, средств инициирования ВВ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня взрывоопасности наружных установок.
Термины и их определения приняты в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности.
Под термином «Наружная установка» в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 — В4, Г и Д, а здания — на категории А, Б, В, Г и Д.
По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории \text{А}_{\text{н}} , \text{Б}_{\text{н}} , \text{В}_{\text{н}} , \text{Г}_{\text{н}} и \text{Д}_{\text{н}} .
2. Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
Категории пожарной опасности наружных установок определяются исходя из вида находящихся в наружных установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
3. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).
Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.
Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
2. КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
4. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1.
5. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл. 1, от высшей (А) к низшей (Д).
Примечание. Разделение помещений на категории В1 — В4 регламентируется положениями, изложенными в табл. 4.
3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ
Выбор и обоснование расчетного варианта
6. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.
В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
7. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 6;
б) все содержимое аппарата поступает в помещение;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.
Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей — на 1 м2 пола помещения;
д) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
8. Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:
а) расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования);
б) в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.
9. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.
Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
10. Избыточное давление взрыва \Delta P для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле
\Delta P = (P_{max} - P_{0}) \frac{mZ}{V_{\text{св}}\rho_{\text{г},\text{п}}} \frac{100}{C_{\text{СТ}}} \frac{1}{K_{\text{н}}} , (1)
где P_{max} — максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3. При отсутствии данных допускается принимать P_{max} равным 900 кПа; P_{0} — начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m — масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (11), кг; Z — коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно Приложению. Допускается принимать значение Z по табл. 2; V_{\text{св}} — свободный объем помещения, м3; \rho_{\text{г},\text{п}} — плотность газа или пара при расчетной температуре t_{p} , \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} , вычисляемая по формуле:
\rho_{\text{г},\text{п}} = \frac{\text{М}}{V_{0}(1 + 0,00367t_{p})} , (2)
где M — молярная масса, \text{кг} \cdot \text{кмоль}^{- 1} ; V_{0} — мольный объем, равный 22,413 \text{м}^{3} \cdot \text{кмоль}^{- 1} ; t_{p} — расчетная температура, °C. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_{p} по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °C; C_{\text{СТ}} — стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:
C_{\text{СТ}} = \frac{100}{1 + 4,84\beta} , (3)
где \beta = n_{C} + \frac{n_{H} - n_{X}}{4} - \frac{n_{O}}{2} — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; n_{C} , n_{H} , n_{O} , n_{X} — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего; K_{\text{н}} — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать K_{\text{н}} равным 3.
11. Расчет \Delta P для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п. 10, а также для смесей может быть выполнен по формуле:
\Delta P = \frac{mH_{T}P_{0}Z}{V_{\text{св}}\rho_{\text{в}}C_{p}T_{0}} \frac{1}{K_{\text{н}}} , (4)
где H_{T} — теплота сгорания, \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} ; \rho_{\text{в}} — плотность воздуха до взрыва при начальной температуре T_{0} , \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} ; C_{p} — теплоемкость воздуха, \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} (допускается принимать равной 1,01 \cdot 10^{3}\text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} ); T_{0} — начальная температура воздуха, K.
12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле:
где A — кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, \text{с}^{- 1} ; T — продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п. 7).
13. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле:
m = (V_{a} + V_{T})\rho_{r} , (6)
где V_{a} — объем газа, вышедшего из аппарата, м3; V_{T} — объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
где P_{1} — давление в аппарате, кПа; V — объем аппарата, м3;
где V_{1T} — объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V_{2T} — объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
где q — расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., \text{м}^{3} \cdot \text{с}^{- 1} ; T — время, определяемое по п. 7, с;
V_{2T} = 0,01\pi P_{2}(r_{1}^{2}L_{1} + r_{2}^{2}L_{2} + \ldots + r_{n}^{2}L_{n}) , (10)
где P_{2} — максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r — внутренний радиус трубопроводов, м; L — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
14. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:
m = m_{p} + m_{\text{емк}} + m_{\text{св}.\text{окр}.} , (11)
где m_{p} — масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; m_{\text{емк}} — масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; m_{\text{св}.\text{окр}.} — масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле:
где W — интенсивность испарения, \text{кг} \cdot \text{с}^{- 1} \cdot \text{м}^{- 2} ; F_{\text{и}} — площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости m_{\text{п}} , вышедшей в помещение.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.
15. Масса m_{\text{п}} , кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с п. 7.
16. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:
W = 10^{- 6}\eta \sqrt{M} P_{\text{н}} , (13)
где \eta — коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; P_{\text{н}} — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_{p} , определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.
Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей
17. Расчет избыточного давления взрыва \Delta P , кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле:
где F — массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины Z допускается принимать Z = 0,5.
18. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли, m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле:
m = m_{\text{вз}} + m_{\text{ав}} , (15)
где m_{\text{вз}} — расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; m_{\text{ав}} — расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.
19. Расчетная масса взвихрившейся пыли m_{\text{вз}} определяется по формуле:
m_{\text{вз}} = \text{К}_{\text{вз}}m_{\text{п}} , (16)
где \text{К}_{\text{вз}} — доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине \text{К}_{\text{вз}} допускается полагать \text{К}_{\text{вз}} = 0,9 ; m_{\text{п}} — масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
20. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, m_{\text{ав}} , определяется по формуле:
m_{\text{ав}} = (m_{an} + qT)K_{n} , (17)
где m_{an} — масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; q — производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, \text{кг} \cdot \text{с}^{- 1} ; T — время отключения, определяемое по п. 7 в), с; K_{n} — коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине K_{n} допускается полагать:
для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм — K_{n} = 0,5;
для пылей с дисперсностью менее 350 мкм — K_{n} = 1,0.
Величина m_{an} принимается в соответствии с пп. 6 и 8.
21. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле:
m_{n} = \frac{K_{\text{г}}}{K_{y}} (m_{1} + m_{2}) , (18)
где K_{\text{г}} — доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; m_{1} — масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг; m_{2} — масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг; K_{y} — коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:
При механизированной вакуумной уборке:
пол с выбоинами (до 5% площади) — 0,7.
Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.).
22. Масса пыли m_{i} (i = 1,2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле:
m_{i} = M_{i}(1 - \alpha)\beta_{i} , (i = 1,2) (19)
где M_{i} = \sum_{j} M_{1j} — масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг; M_{1j} — масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
M_{2} = \sum_{j} M_{2j} — масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг; M_{2j} — масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; \alpha — доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине \alpha полагают \alpha = 0; \beta_{1} , \beta_{2} — доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения ( \beta_{1} + \beta_{2} = 1 ).
При отсутствии сведений о величине коэффициентов \beta_{1} и \beta_{2} допускается полагать \beta_{1} = 1 , \beta_{2} = 0 .
23. Величина M_{i} (i = 1,2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле:
\sum_{j} (G_{1j}F_{1j})\tau_{i} , (i = 1,2) (20)
где G_{1j} , G_{2j} — интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F_{1j} (м2) и доступных F_{2j} (м2) площадях, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 2} \cdot \text{с}^{- 1} ; \tau_{1} , \tau_{2} — промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.
Определение категорий В1 — В4 помещений
24. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее по тексту — пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в табл. 4.
| Категория помещения | Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж·м-2 | Способ размещения |
|---|---|---|
| В1 | Более 2200 | Не нормируется |
| В2 | 1401 — 2200 | См. п. 25 |
| В3 | 181 — 1400 | То же |
| В4 | 1 — 180 | На любом участке пола помещения площадью 10 м2. Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно п. 25 |
25. При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле:
Q = \sum_{i = 1}^{n} G_{i}Q_{\text{н}i}^{p} , (21)
где G_{i} — количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; Q_{\text{н}i}^{p} — низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, \text{МДж} \cdot \text{кг}^{- 1} .
Удельная пожарная нагрузка g, \text{МДж} \cdot \text{кг}^{- 2} , определяется из соотношения:
где S — площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).
В помещениях категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в табл. 4. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. В табл. 5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний l_{\text{пр}} в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_{\text{кр}} , \text{кВт}/\text{м}^{- 2} , для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения l_{\text{пр}} , приведенные в табл. 5, рекомендуются при условии, если H > 11 м; если H < 11 м, то предельное расстояние определяется как l = l_{\text{пр}} + (11 - H) , где l_{\text{пр}} — определяется из табл. 5, H — минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.
| qкр, кВт·м-2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| lпр, м | 12 | 8 | 6 | 5 | 4 | 3,8 | 3,2 | 2,8 |
Значения q_{\text{кр}} для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в табл. 6.
Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q_{\text{кр}} определяется по материалу с минимальным значением q_{\text{кр}} .
Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями q_{\text{кр}} значения предельных расстояний принимаются l_{\text{пр}} \geq 12 м.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние l_{\text{пр}} между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:
l_{\text{пр}} \geq 15\text{м при }H \geq 11 , (23)
l_{\text{пр}} \geq 26 - H\text{при }H<11 . (24)
Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по формуле 21, отвечает неравенству:
то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно. Здесь g_{T} = 2200 МДж/м2 при 1401 МДж/м2 \leq g \leq 2200 МДж/м2 и g_{T} = 1400 МДж/м2 при 181 МДж/м2 \leq g \leq 1400 МДж/м2.
Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
26. Расчетное избыточное давление взрыва \Delta\text{Р} для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве величины H_{T} энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину \Delta P не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.
Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
27. Расчетное избыточное давление взрыва \Delta\text{Р} для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле:
\Delta P = \Delta P_{1} + \Delta P_{2} , (25)
где \Delta P_{1} — давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп. 10 и 11; \Delta P_{2} — давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п. 17.
4. КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
28. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
29. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категории А;
суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А, Б или В;
суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить знание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.
32. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.
5. КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
33. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 7.
34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей ( A_{\text{н}} ) к низшей ( \text{Д}_{\text{н}} ).
35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.
Для категорий A_{\text{н}} и \text{Б}_{\text{н}} :
горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории \text{В}_{\text{н}} :
интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории \text{В}_{\text{н}} , на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} .
6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
Выбор и обоснование расчетного варианта
36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Q_{w} и расчетного избыточного давления \Delta P при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
G = Q_{w} \cdot \Delta P = max . (26)
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Q_{wi} для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления \Delta P_{i} ;
в) вычисляются величины G_{i} = Q_{wi} \cdot \Delta P_{i} для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением G_{i} ;
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина G_{i} максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 38 - 43.
37. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 - 43.
38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 36 или п. 37 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.
Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей — на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
m = (V_{a} + V_{T}) \cdot \rho_{\text{Г}} , (27)
где V_{a} — объем газа, вышедшего из аппарата, м3; V_{T} — объем газа, вышедшего из трубопровода, м3; \rho_{\text{Г}} — плотность газа, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} .
V_{a} = 0,01 \cdot \text{Р}_{1} \cdot V , (28)
где \text{Р}_{1} — давление в аппарате, кПа; V — объем аппарата, м3;
V_{T} = V_{1T} + V_{2T} , (29)
где V_{1T} — объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V_{2T} — объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
где q — расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., \text{м}^{3} \cdot c^{- 1} ; Т — время, определяемое по п. 38, с;
V_{2T} = 0,01 \cdot \pi \cdot \text{Р}_{2} \cdot (r_{1}^{2}L_{1} + r_{2}^{2}L_{2} + \ldots + r_{n}^{2}L_{n}) , (31)
где \text{Р}_{2} — максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r — внутренний радиус трубопроводов, м; L — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:
m = m_{\text{р}} + m_{\text{емк}} + m_{\text{св}.\text{окр}} + m_{\text{пер}} , (32)
где m_{\text{р}} — масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; m_{\text{емк}} — масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; m_{\text{св}.\text{окр}} — масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг; m_{\text{пер}} — масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых ( m_{\text{р}} , m_{\text{емк}} , m_{\text{св}.\text{окр}} ) в формуле (32) определяют из выражения:
m = W \cdot F_{\text{и}} \cdot T , (33)
где W — интенсивность испарения, \text{кг} \cdot c^{- 1} \cdot \text{м}^{- 2} ; F_{\text{и}} — площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 38 в зависимости от массы жидкости m_{\text{п}} , вышедшей в окружающее пространство; Т — продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п. 38, с.
Величину m_{\text{пер}} определяют по формуле (при T_{a} > T_{\text{кип}} ):
m_{\text{пер}} = min\{0,8m_{\text{п}}; \frac{2C_{p}(T_{a} - T_{\text{кип}})}{L_{\text{исп}}} m_{\text{п}}\} , (34)
где m_{\text{п}} — масса вышедшей перегретой жидкости, кг; C_{p} — удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости T_{a} , \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} ; T_{a} — температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К; T_{\text{кип}} — нормальная температура кипения жидкости, К; L_{\text{исп}} — удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости T_{a} , \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} .
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
41. Масса m_{\text{п}} вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с п. 38.
42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:
W = 10^{- 6} \cdot \sqrt{M} \cdot P_{\text{н}} , (35)
где M — молярная масса, \text{г} \cdot \text{моль}^{- 1} ; P_{\text{н}} — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ m_{\text{СУГ}} из пролива, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 2} , по формуле:
m_{\text{СУГ}} = \frac{\text{М}}{L_{\text{исп}}} \cdot (\text{Т}_{0} - \text{Т}_{\text{Ж}}) \cdot (2 \cdot \lambda_{\text{ТВ}} \cdot \sqrt{\frac{t}{\pi \cdot a}} + \frac{5,1 \cdot \sqrt{Re} \cdot \lambda_{B} \cdot t}{d}) , (36)
где M — молярная масса СУГ, \text{кг} \cdot \text{моль}^{- 1} ; L_{\text{исп}} — мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ \text{Т}_{\text{Ж}} , \text{Дж } \cdot \text{моль}^{- 1} ; \text{Т}_{0} — начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К; \text{Т}_{\text{Ж}} — начальная температура СУГ, К; \lambda_{\text{ТВ}} — коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, \text{Вт} \cdot \text{м}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} ; \text{а } = \frac{\lambda_{\text{ТВ}}}{\text{С}_{\text{ТВ}} \cdot \rho_{\text{ТВ}}} — коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, \text{м}^{2} \cdot c^{- 1} ; \text{С}_{\text{ТВ}} — теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} ; \rho_{\text{ТВ}} — плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} ; t — текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с; Re = \frac{Ud}{\nu_{\text{в}}} число Рейнольдса; U — скорость воздушного потока, \text{м } \cdot \text{с}^{- 1} ; d = \sqrt{\frac{4F_{\text{и}}}{\pi}} — характерный размер пролива СУГ, м; \nu_{\text{в}} — кинематическая вязкость воздуха, \text{м}^{2} \cdot c^{- 1} ; \lambda_{B} — коэффициент теплопроводности воздуха, \text{Вт} \cdot \text{м}^{- 1} \cdot \text{К}^{- 1} .
Формула 36 справедлива для СУГ с температурой \text{Т}_{\text{Ж}} \leq T_{\text{кип}} . При температуре СУГ \text{Т}_{\text{Ж}}>T_{\text{кип}} дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m_{\text{пер}} по формуле 34.
Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство
44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени ( C_{\text{нкпр}} ), вычисляют по формулам:
R_{\text{нкпр}} = 14,5632 \cdot (\frac{m_{\text{Г}}}{\rho_{\text{Г}} \cdot C_{\text{нкпр}}})0,333 , (37)
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
R_{\text{нкпр}} = 3,1501 \cdot \sqrt{\text{К}} \cdot (\frac{\text{Р}_{\text{н}}}{C_{\text{нкпр}}})^{0,813} \cdot (\frac{m_{\text{П}}}{\rho_{\text{П}} \cdot P_{\text{н}}})0,333 , (38)
\rho_{\text{г},\text{п}} = \frac{M}{V_{0} \cdot (1 + 0,00367 \cdot t_{P})} ,
где m_{\text{Г}} — масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг; \rho_{\text{Г}} — плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} ; m_{\text{П}} — масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг; \rho_{\text{П}} — плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} ; P_{\text{н}} — давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа; К — коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600 для ЛВЖ; Т — продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с; C_{\text{нкпр}} — нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); М — молярная масса, \text{кг} \cdot \text{кмоль}^{- 1} ; V_{0} — мольный объем, равный 22,413 \text{м}^{3} \cdot \text{кмоль}^{- 1} ; t_{P} — расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_{P} по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.
45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R_{\text{нкпр}} должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата, в соответствии с пунктами 38 - 43.
47. Величину избыточного давления \Delta P , кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле:
\Delta P = P_{0}(0,8m_{\text{пр}}^{0,33}r + 3m_{\text{пр}}^{0,66}r^{2} + 5m_{\text{пр}}r^{3}) , (39)
где P_{0} — атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); r — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; m_{\text{пр}} — приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:
m_{\text{пр}} = (Q_{\text{сг}}Q_{0}) \cdot m \cdot Z , (40)
где Q_{\text{сг}} — удельная теплота сгорания газа или пара, \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} ; Z — коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1; Q_{0} — константа, равная 4,52 \cdot 10^{6}\text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} ; m — масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
48. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:
i = 123 \cdot m_{\text{пр}}^{0,66}r . (41)
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.
50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
M = M_{\text{вз}} + M_{\text{ав}} , (42)
где М — расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг; M_{\text{вз}} — расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; M_{\text{ав}} — расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.
52. Величина \text{М}_{\text{вз}} определяется по формуле:
M_{\text{вз}} = K_{\text{Г}} \cdot K_{\text{вз}} + M_{\text{п}} , (43)
где K_{\text{Г}} — доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; K_{\text{вз}} — доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине K_{\text{вз}} допускается принимать K_{\text{вз}} = 0,9 ; M_{\text{п}} — масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
53. Величина M_{\text{ав}} определяется по формуле:
M_{\text{ав}} = (M_{\text{ап}} + q \cdot T) \cdot K_{\text{п}} , (44)
где M_{\text{ап}} — масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q — производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, \text{кг} \cdot c^{- 1} ; Т — расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении; K_{\text{п}} — коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине K_{\text{п}} допускается принимать: 0,5 — для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 — для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное давление \Delta P для горючих пылей рассчитывается следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли m_{\text{пр}} , кг, по формуле:
m_{\text{пр}} = M \cdot Z \cdot H_{T}H_{TO} , (45)
где М — масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z — коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02; H_{T} — теплота сгорания пыли, \text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} ; H_{TO} — константа, принимаемая равной 4,6 \cdot 10^{6}\text{Дж} \cdot \text{кг}^{- 1} ;
б) вычисляют расчетное избыточное давление \Delta P , кПа, по формуле:
\Delta P = P_{0}(0,8m_{\text{пр}}^{0,33}r + 3m_{\text{пр}}^{0,66}r^{2} + 5m_{\text{пр}}r^{3}) , (46)
где r — расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки; P_{0} — атмосферное давление, кПа.
55. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:
i = 123 \cdot m_{\text{пр}}^{0,66}r . (47)
МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
«огненный шар» — крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
57. Интенсивность теплового излучения q, \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} , для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле:
q = E_{f} \cdot F_{q} \cdot \tau , (48)
где E_{f} — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} ; F_{q} — угловой коэффициент облученности; \tau — коэффициент пропускания атмосферы.
Значение E_{f} принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 8.
При отсутствии данных допускается принимать величину E_{f} равной: 100 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} для СУГ, 40 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} для нефтепродуктов, 40 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} для твердых материалов.
Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
d = \sqrt{\frac{4F}{\pi}} , (49)
Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле:
H = 42d(\frac{M}{\rho_{\text{в}} \cdot \sqrt{g \cdot d}})0,61 , (50)
где М — удельная массовая скорость выгорания топлива, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 2} \cdot c^{- 1} ; \rho_{\text{в}} — плотность окружающего воздуха, \text{кг} \cdot \text{м}^{- 3} ; g = 9,81\text{м } \cdot c^{- 2} — ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности F_{q} по формулам:
F_{q} = \sqrt{F_{v}^{2} + F_{\text{н}}^{2}} , (51)
где F_{v} , F_{\text{н}} — факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:
F_{v} = \frac{1}{\pi} [\frac{1}{S} \cdot arctg(\frac{h}{\sqrt{S^{2} - 1}}) - \frac{h}{S} \{arctg(\sqrt{\frac{S - 1}{S + 1}}) - \frac{A}{\sqrt{A^{2} - 1}} arctg(\sqrt{\frac{(A + 1)(S - 1)}{(A - 1)(S + 1)}})\}] , (52)
F_{\text{н}} = \frac{1}{\pi} [\frac{(B - 1S)}{\sqrt{B^{2} - 1}} \cdot arctg(\sqrt{\frac{(B + 1) \cdot (S - 1)}{(B - 1) \cdot (S + 1)}}) - \frac{(A - 1S)}{\sqrt{A^{2} - 1}} \cdot arctg(\sqrt{\frac{(A + 1) \cdot (S - 1)}{(A - 1) \cdot (S + 1)}})] ; (53)
A = (h^{2} + S^{2} + 1)2S ; (54)
где r — расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
\tau = exp[ - 7,0 \cdot 10^{- 4} \cdot (r - 0,5d)] . (58)
58. Интенсивность теплового излучения q, \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} , для «огненного шара» вычисляют по формуле (48).
Величину E_{f} определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_{f} равным 450 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} .
Значение F_{q} вычисляют по формуле:
F_{q} = \frac{HD_{s} + 0,5}{4 \cdot [(HD_{s} + 0,5)^{2} + (rD_{s})^{2}]^{1,5}} , (59)
где Н — высота центра «огненного шара», м; D_{s} — эффективный диаметр «огненного шара», м; r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.
Эффективный диаметр «огненного шара» D_{s} определяют по формуле:
где m — масса горючего вещества, кг.
Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной 
.
Время существования «огненного шара» t_{s} , с, определяют по формуле:
Коэффициент пропускания атмосферы \tau рассчитывают по формуле:
\tau = exp[- 7,0 \cdot 10^{- 4} \cdot (\sqrt{r^{2} + H^{2}} - D_{s}2)] . (62)
7. МЕТОД ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
59. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту — риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
60. Величину индивидуального риска R_{\text{в}} при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:
R_{\text{в}} = \sum_{i = 1}^{n} Q_{Bi} \cdot Q_{\text{ВП}i} , (63)
где Q_{Bi} — годовая частота возникновения i-й аварии с горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год; Q_{\text{ВП}i} — условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; n — количество типов рассматриваемых аварий.
Значения Q_{Bi} определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке. В формуле (63) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q_{B} для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Q_{\text{ВП}} вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пп. 37 - 43.
61. Величину индивидуального риска R_{\text{п}} при возможном сгорании веществ и материалов, указанных в табл. 7 для категории B_{\text{н}} , рассчитывают по формуле:
R_{\text{п}} = \sum_{i = 1}^{n} Q_{fi} \cdot Q_{f\text{П}i} , (64)
где Q_{fi} — годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год; Q_{f\text{П}i} — условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n — количество типов рассматриваемых аварий.
Значение Q_{fi} определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.
В формуле (64) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q_{f} для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Q_{f\text{П}i} вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 37 - 43.
62. Условную вероятность Q_{\text{ВП}i} поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
вычисляют избыточное давление \Delta P и импульс i по методам, описанным в разделе 6 (методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров или метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей);
исходя из значений \Delta P и i вычисляют величину «пробит» — функции P_{r} по формуле:
V = (\frac{17500}{\Delta P})^{8,4} + (\frac{290}{i})9,3 , (66)
где \Delta P — избыточное давление, Па; i — импульс волны давления, Па х с.
С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении P_{r} = 2,95 значение Q_{\text{ВП}} = 2% = 0,02, а при P_{r} = 8,09 значение Q_{\text{ВП}} = 99,9% = 0,999.
Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины P_{r}
63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением Q_{f\text{П}i} определяют следующим образом:
а) рассчитывают величину P_{r} по формуле:
P_{r} = - 14,9 + 2,56ln(t \cdot q^{1,33}) , (67)
где t — эффективное время экспозиции, с; q — интенсивность теплового излучения, \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} , определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6).
где t_{0} — характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t = 5 с); х — расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 \text{кВт} \cdot \text{м}^{- 2} , м; u — скорость движения человека, \text{м } \cdot \text{с}^{- 1} (допускается принимать u = 5 \text{м } \cdot \text{с}^{- 1} );
- для воздействия «огненного шара» — в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6);
б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность Q_{\text{П}i} поражения человека тепловым излучением.
64. Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и «огненный шар», в формуле (64) должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.
РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ
Материалы настоящего Приложения применяются для случая 100m(\rho_{\text{г},\text{п}}V_{\text{св}})<0,5C_{\text{НКПР}} , где C_{\text{НКПР}} — нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.
1. Коэффициент Z участия горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве при заданном уровне значимости Q(C>\overline{C}) рассчитывается по формулам:
при X_{\text{нкпр}} \leq \frac{1}{2} L и Y_{\text{нкпр}} \leq \frac{1}{2} S
Z = \frac{5 \cdot 10^{- 3}\pi}{m} \rho_{\text{г},\text{п}}(C_{0} + \frac{C_{\text{нкпр}}}{\delta})X_{\text{нкпр}}Y_{\text{нкпр}}Z_{\text{нкпр}} , (1)
при X_{\text{нкпр}}> \frac{1}{2} L и Y_{\text{нкпр}}> \frac{1}{2} S
Z = \frac{5 \cdot 10^{- 3}}{m} \rho_{\text{г},\text{п}}(C_{0} + \frac{C_{\text{нкпр}}}{\delta})FZ_{\text{нкпр}} , (2)
где C_{0} — предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:
при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов:
C_{0} = 3,77 \cdot 10^{3} \frac{m}{\rho_{\text{г}}V_{\text{св}}} , (3)
при подвижности воздушной среды для горючих газов:
C_{0} = 3 \cdot 10^{2} \frac{m}{\rho_{\text{г}}V_{\text{св}}U} , (4)
при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
C_{0} = C_{\text{н}}(\frac{m \cdot 100}{C_{\text{н}}\rho_{\text{п}}V_{\text{св}}})0,41 , (5)
при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
C_{0} = C_{\text{н}}(\frac{m \cdot 100}{C_{\text{н}}\rho_{\text{п}}V_{\text{св}}})0,46 , (6)
m — масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с разделом 3, кг; \delta — допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости Q(C>\overline{C}) , приведенные в таблице П1; X_{\text{нкпр}} , Y_{\text{нкпр}} , Z_{\text{нкпр}} — расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (10 - 12) Приложения; L, S — длина и ширина помещения соответственно, м; F — площадь пола помещения соответственно, м2; U — подвижность воздушной среды, \text{м } \cdot \text{с}^{- 1} ; C_{\text{н}} — концентрация насыщенных паров при расчетной температуре t_{p} , °С, воздуха в помещении, % (об.).
Концентрация C_{\text{н}} может быть найдена по формуле:
C_{\text{н}} = 100 \frac{P_{\text{н}}}{P_{0}} , (7)
где P_{\text{н}} — давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится из справочной литературы), кПа; P_{0} — атмосферное давление, равное 101 кПа.
Величина уровня значимости Q(C>\overline{C}) выбирается исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать Q(C>\overline{C}) равным 0,05.
2. Величина коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве может быть определена по графику, приведенному на рисунке.
Значения Х определяются по формуле:
(8)где C^{*} — величина, задаваемая соотношением:
C^{*} = \varphi C_{\text{ст}} , (9)
где \varphi — эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.
3. Расстояния X_{\text{нкпр}} , Y_{\text{нкпр}} и Z_{\text{нкпр}} рассчитываются по формулам:
X_{\text{нкпр}} = K_{1}L(K_{2}ln \frac{\delta C_{0}}{C_{\text{нкпр}}})0,5 ; (10)
Y_{\text{нкпр}} = K_{1}S(K_{2}ln \frac{\delta C_{0}}{C_{\text{нкпр}}})0,5 ; (11)
Z_{\text{нкпр}} = K_{3}H(K_{2}ln \frac{\delta C_{0}}{C_{\text{нкпр}}})0,5 , (12)
где K_{1} — коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей; K_{2} — коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и K_{2} = Т/3600 для легковоспламеняющихся жидкостей; K_{3} — коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды; Н — высота помещения, м.
При отрицательных значениях логарифмов расстояния X_{\text{нкпр}} , Y_{\text{нкпр}} и Z_{\text{нкпр}} принимаются равными 0.