Расчет аварийной вентиляции
Расчет аварийной вентиляции определяет воздухообмен по условию разбавления одного вещества и по заданной кратности. Он помогает оценить расход воздуха, но не выбирает схему удаления и компенсации воздуха и не подтверждает безопасность помещения при аварии.
Расчет сравнивает два значения: расход аварийной вентиляции для ассимиляции выделяющихся веществ и расход аварийной вентиляции по заданной кратности воздухообмена. Результирующий расход \(L\) принимается как максимальное из этих двух значений.
Границы метода. Формула разбавления соответствует стационарному балансу одного вещества: постоянное поступление уравновешивается его удалением при одинаковом объемном расходе входящего и выходящего воздуха. В ней нет времени выброса, накопления вещества, локальных зон высокой концентрации и взаимодействия нескольких веществ. Мгновенный выброс заданной массы нельзя подставлять в поле расхода вещества без обоснования расчетного сценария.
Что рассчитывается#
- Расчетный воздухообмен для ассимиляции \(L_{\text{ассим}}\), м³/ч — расход воздуха, необходимый для разбавления вредного или взрывоопасного вещества.
- Объем помещения \(V_{\text{пом}}\), м³ — по высоте помещения и площади пола.
- Воздухообмен по кратности \(L_n\), м³/ч — расход по заданной кратности аварийной вентиляции.
- Результирующий воздухообмен \(L\), м³/ч — большее из значений \(L_{\text{ассим}}\) и \(L_n\). В интерфейсе поле пока называется «Результирующий расход приточного воздуха»; это название не определяет проектную схему аварийной вентиляции.
Исходные данные#
Поступление вещества#
- Расход вещества \(m_{p0}\), мг/ч: скорость поступления одного рассматриваемого вещества по технологическому сценарию. Для разных веществ расчеты выполняют отдельно; проверку их совместного действия модуль не выполняет.
- Концентрация вещества в воздухе, подаваемом в помещение \(q_{\text{in}}\), мг/м³: исходная концентрация вещества в приточном воздухе.
- Поправка к концентрации вещества в удаляемом воздухе \(k\), %: доля от \(q_l\), а не процент его уменьшения. Например, при \(k=10\) расчетный предел равен \(0{,}1q_l\).
- Концентрация вещества в удаляемом воздухе \(q_l\), мг/м³: базовое значение для выбранного критерия. Подсказка программы предлагает ПДК для вредного вещества или НКПРП для горючего; документ, условия применения и размерность выбирает проектировщик. НКПРП в объемных процентах нельзя вводить как мг/м³ без пересчета.
Воздухообмен и помещение#
- Кратность воздухообмена аварийной вентиляции \(n\), ч⁻¹: заданная кратность аварийной вентиляции.
- Высота помещения \(h_{\text{пом}}\), м: геометрическая высота помещения.
- Площадь пола помещения \(S_{\text{пом}}\), м²: площадь помещения по полу.
Выбор критерия. При применении п. Г.3 СП 60.13330.2020 для взрывопожарной безопасности расчетная концентрация принимается равной 0,1 НКПРП; это соответствует \(k=10\) %, если в \(q_l\) введен полный НКПРП. Отдельно п. 7.7.7 задает включение по газоанализатору при 10 % НКПРП, а п. 7.7.8 — расчетное ограничение 50 % НКПРП для концентрации взрывоопасного газа при аварийной вентиляции. Условия приложения Г и раздела 7.7 нельзя подменять друг другом. Основание выбранного предела и расход аварийной вентиляции устанавливают по технологической части проекта (п. 7.7.1); использование существующих систем и компенсацию воздуха проверяют по пп. 7.7.4–7.7.6. Текст СП 60.13330.2020, редакция с Изменениями № 1–6.
Как выглядит расчет#
Экран расчета содержит поля для параметров вещества, кратности аварийной вентиляции и геометрии помещения. Вычисляемые поля отображаются в той же форме: \(L_{\text{ассим}}\), \(V_{\text{пом}}\), \(L_n\) и итоговый расход \(L\).
Рабочий порядок#
Задайте поступление вещества#
Установите вещество и основание расчетного предела. Введите \(m_{p0}\), \(q_{\text{in}}\), \(k\) и \(q_l\) в согласованных единицах; проверьте положительность знаменателя формулы.
Задайте кратность аварийной вентиляции#
Введите \(n\). Это значение используется для расчета воздухообмена по кратности.
Заполните геометрию помещения#
Введите высоту \(h_{\text{пом}}\) и площадь пола \(S_{\text{пом}}\). Программа рассчитает объем \(V_{\text{пом}}\).
Сравните результаты#
Проверьте \(L_{\text{ассим}}\) и \(L_n\). Убедитесь, что исходные данные всех требуемых проверок заполнены: при незаполненной части данных программа может вывести результат только по одной зависимости.
Если при изменении кратности меняется \(L_n\), но не меняется итоговый \(L\), это означает, что расчет по ассимиляции остается определяющим. Итоговый расход начнет меняться только тогда, когда \(L_n\) станет больше \(L_{\text{ассим}}\).
Сформируйте отчет#
После заполнения обязательных исходных данных нажмите «Сформировать отчет».
Практический пример#
Помещение с аварийным поступлением вещества#
В помещении площадью 125,35 м² и высотой 3,25 м при аварии в воздух поступает вещество с расходом 1 000 мг/ч. Концентрация вещества в приточном воздухе составляет 0,1 мг/м³, концентрация в удаляемом воздухе — 3,4 мг/м³, поправка \(k\) — 10 %. Кратность аварийной вентиляции задана равной 5 ч⁻¹.
Условие задачи#
Задача. Сравнить воздухообмен по разбавлению вещества и по кратности. Значения концентраций, \(k=10\) % и \(n=5\) ч⁻¹ здесь условные: пример демонстрирует арифметику программы и не задает нормативный режим для конкретного вещества.
Что задается в интерфейсе#
| № | Поле | Значение | Размерность |
|---|---|---|---|
| 1 | Расход вещества \(m_{p0}\) | 1 000 | мг/ч |
| 2 | Концентрация в приточном воздухе \(q_{\text{in}}\) | 0,1 | мг/м³ |
| 3 | Поправка \(k\) | 10 | % |
| 4 | Концентрация в удаляемом воздухе \(q_l\) | 3,4 | мг/м³ |
| 5 | Кратность аварийной вентиляции \(n\) | 5 | ч⁻¹ |
| 6 | Высота помещения \(h_{\text{пом}}\) | 3,25 | м |
| 7 | Площадь пола \(S_{\text{пом}}\) | 125,35 | м² |
Результаты расчета#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Объем помещения \(V_{\text{пом}}\) | 407,4 | м³ |
| Расчетный воздухообмен для ассимиляции \(L_{\text{ассим}}\) | 4 170 | м³/ч |
| Воздухообмен по кратности \(L_n\) | 2 040 | м³/ч |
| Результирующий воздухообмен \(L\) | 4 170 | м³/ч |
Результат. Расход по разбавлению больше расхода по кратности: 4 170 м³/ч против 2 040 м³/ч. Итог модуля — 4 170 м³/ч. Распределение расхода между действующими и дополнительными системами, удаление и компенсацию воздуха определяют при проектировании.
Почему итоговый расход может не меняться при изменении кратности. В этом примере определяющим является \(L_{\text{ассим}}\). При объеме помещения 407,4 м³ расход по кратности превысит 4 170 м³/ч только при \(n\) больше примерно 10,24 ч⁻¹. Поэтому при изменении кратности с 5 до 6, 8 или 10 ч⁻¹ итоговый \(L\) останется равным 4 170 м³/ч, хотя \(L_n\) будет пересчитываться.
Расчетные зависимости (справочно)#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(L_{\text{ассим}} = \dfrac{m_{p0}}{\frac{k}{100} \cdot q_l - q_{\text{in}}}\) | Расход аварийной вентиляции для ассимиляции выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ |
| \(V_{\text{пом}} = h_{\text{пом}} \cdot S_{\text{пом}}\) | Объем помещения |
| \(L_n = n \cdot V_{\text{пом}}\) | Воздухообмен аварийной вентиляции по кратности |
| \(L = \max(L_{\text{ассим}}, L_n)\) | Результирующий воздухообмен при наличии обоих расчетов |
Баланс вещества до округления: \(m_{p0}=L_{\text{ассим}}\,(q_{\text{цель}}-q_{\text{in}})\), где \(q_{\text{цель}}=(k/100)q_l\). Деление мг/ч на мг/м³ дает м³/ч. Программа округляет оба расхода вверх до кратного 10 м³/ч; объем для расчета \(L_n\) сохраняется без экранного округления. В примере \(V_{\text{пом}}=407{,}3875\) м³, знаменатель равен 0,24 мг/м³, расход до округления — 4 166,67 м³/ч.
Проверка исходных данных. При положительном поступлении вещества знаменатель \(\frac{k}{100} \cdot q_l - q_{\text{in}}\) должен быть положительным: иначе разбавление данным входящим воздухом до выбранного предела невозможно. В текущем алгоритме нулевой знаменатель вызывает ошибку, а отрицательный может дать отрицательный \(L_{\text{ассим}}\), скрытый положительным итогом по кратности. Не используйте такой итог. Проверьте также неотрицательность расхода вещества и концентраций, положительность размеров помещения и обоснование кратности.
Дополнительные материалы#
Расчет аварийной вентиляции — видеообзор
Разбор расчета воздухообмена по условию разбавления вещества и по заданной кратности.