Расчет подпора воздуха в пожаробезопасные зоны применяют, когда в здании предусмотрены зоны безопасности МГН и требуется определить расход воздуха для создания избыточного давления, препятствующего проникновению продуктов горения. Результат расчета — массовый и объемный расход воздуха в двух режимах: на открытую дверь и на закрытые двери. Для проектирования принимается наибольший расход.
Расчет выполняется по МД.137-13. Внутри расчета два режима: на открытую дверь — расход через одну или несколько одновременно открытых дверей с минимальной скоростью истечения 1,5 м/с; на закрытые двери — расход для компенсации утечек через закрытые двери пожаробезопасной зоны и двери лифтовых шахт при избыточном давлении 20 Па.
Граница с расчетом тамбур-шлюзов. Подпор в тамбур-шлюзы считается отдельным расчетом Расчет подпора воздуха в тамбур-шлюзы. Логика двух режимов схожа, но в расчете ПБЗ учитывается температура подогреваемого воздуха.
Что рассчитывается#
- Основной результат — массовый и объемный расход воздуха в двух режимах. Для проектирования принимается наибольший из двух расходов.
- Расчет на открытую дверь — расход через одну или несколько одновременно открытых дверей с минимальной скоростью истечения 1,5 м/с.
- Расчет на закрытые двери — расход для компенсации утечек через закрытые двери пожаробезопасной зоны и двери лифтовых шахт при избыточном давлении 20 Па. Учитывается температура подогреваемого воздуха.
Исходные данные#
Режим открытой двери#
- Город: выбирается из справочника. Определяет расчетную температуру наружного воздуха по СП 131.
- Температура наружного воздуха \(t_a\), °C: определяется автоматически по выбранному городу.
- Высота двери (створки) \(h_{dr}\), м: по архитектурным чертежам. Для двустворчатой двери — ширина одной створки.
- Ширина двери (створки) \(b_{dr}\), м: по архитектурным чертежам.
- Количество одновременно открытых дверей (створок) \(N\): по пожарному сценарию.
- Минимальная скорость истечения \(v_r\), м/с: не менее 1,5 м/с.
Режим закрытых дверей#
- Температура подогреваемого воздуха \(t_{sf}\), °C: температура воздуха, подаваемого в защищаемую зону.
- Избыточное давление \(P_{\text{изб}}\), Па: по умолчанию 20 Па.
- Тип двери: противопожарная или дымогазонепроницаемая. Влияет на удельное сопротивление воздухопроницанию.
- \(S_{dsf20}\), м³/кг: удельное сопротивление воздухопроницанию закрытых дверей зоны при 20 °C.
- \({\Sigma}F_{dsf}\), м²: суммарная площадь дверных проемов пожаробезопасной зоны.
- \(S_{dl20}\), м³/кг: удельное сопротивление воздухопроницанию дверей лифтовых шахт при 20 °C.
- \({\Sigma}F_{dl}\), м²: суммарная площадь дверей лифтовых шахт, выходящих в ПБЗ. Учитываются только шахты без подпора воздуха.
Как выглядит расчет#
Экран расчета с вводом параметров для двух режимов: на открытую дверь и на закрытые двери пожаробезопасной зоны.
Рабочий порядок#
Задайте параметры открытой двери#
Выберите город, укажите размеры двери (створки), количество одновременно открытых створок и минимальную скорость истечения.
Задайте параметры закрытых дверей#
Укажите температуру подогреваемого воздуха, тип двери, избыточное давление и суммарные площади дверных проемов ПБЗ и лифтовых шахт без подпора.
Проверьте результаты по обоим режимам#
Сравните массовые и объемные расходы для открытой и закрытых дверей.
Примите расход для проектирования#
Для дальнейшего проектирования принимается наибольший из двух расходов.
Сформируйте отчет#
Если расчет подтвержден, нажмите кнопку «Сформировать отчет», а затем при необходимости переходите к аэродинамическому расчету.
Практический пример#
Пожаробезопасная зона с двумя дверями и двумя лифтовыми шахтами#
Москва, двери 1200×2000 мм, открывающаяся створка 900×2000 мм, тип двери — дымогазонепроницаемая. Температура подогреваемого воздуха 18 °C.
Условие задачи#
Задача. Определить расход воздуха, подаваемого в пожаробезопасную зону для случаев: Одна створка открыта. Все двери закрыты.
В примере приняты:
- Двери пожаробезопасной зоны: 2 шт., размер в свету 1200х2000 мм (открываемая створка в свету 900х2000 мм); дымогазонепроницаемые;
- Двери лифтовых шахт: 2 лифтовые шахты. У каждой шахты дверь с размерами в свету 900х2100 мм. Один лифт под подпором.
- Населенный пункт: г. Москва.
Расчет на открытую дверь (створку). Для выполнения расчета заполним поля#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Город | Москва | — | Определяет температуру наружного воздуха |
| 2 | Высота двери (створки) защищаемого помещения | 2,0 | м | По условиям задачи |
| 3 | Ширина двери (створки) защищаемого помещения | 0,9 | м | По условиям задачи |
| 4 | Количество одновременно открытых дверей (створок) | 1 | шт. | По условиям задачи |
| 5 | Минимально допустимая скорость истечения воздуха через одну открытую дверь (створку) тамбур-шлюза | 1,5 | м/с | В соответствии с требованиями нормативных документов – не менее 1,5 м/с (п. 7.15 СП 7.13130.2013). |
Результаты расчета на открытую дверь#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Массовый расход воздуха, подаваемый в тамбур-шлюз из расчета N открытых дверей (створок) \(G_r\) | 3,86 | кг/с |
| Объемный расход воздуха, подаваемый в тамбур-шлюз из расчета N открытых дверей (створок) \(L_r\) | 9 750 | м³/ч |
Расчет закрытые двери. Для выполнения расчета заполним поля#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Город | Москва | — | Уже заполнялось при расчете на открытую дверь (створку). По условиям задачи |
| 2 | Температура подогреваемого воздуха, подаваемого в пожаробезопасную зону | 18 | °C | По условию задачи |
| 3 | Тип двери | Дымогазонепроницаемая | — | По проекту |
| 4 | Суммарная площадь дверных проемов тамбур-шлюза | 4,8 | м² | По условиям задачи: 2шт * 1,2м * 2м = 4,8 м² |
| 8 | Суммарная площадь дверей лифтовых шахт, выходящих в тамбур-шлюз | 1,89 | м² | Учитываются только лифтовые шахты без подпора. По условиям задачи: 1шт * 0,9м * 2,1м = 1,89 м². |
Результаты расчета на закрытые двери#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Массовый расход воздуха, подаваемый в тамбур-шлюз из расчета утечек через неплотности дверных проемов \(G_{sf(\text{закр})}\) | 0,28 | кг/с |
| Объемный расход воздуха, подаваемый в тамбур-шлюз из расчета утечек через неплотности дверных проемов \(L_{sf(\text{закр})}\) | 830 | м³/ч |
Результат. Расход на открытую дверь (9 750 м³/ч) значительно превышает расход на закрытые двери (830 м³/ч). Проектировщик принимает наибольший из двух расходов — 9 750 м³/ч.
Расчетные зависимости (справочно)#
Расчет на открытую дверь#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(\rho_a = \frac{353}{273 + t_a}\) | Плотность наружного воздуха (кг/м³). |
| \(F_{dr} = h_{dr} \cdot b_{dr}\) | Площадь двери (створки) защищаемого помещения (м²). |
| \(G_r = v_r \cdot \rho_a \cdot N \cdot F_{dr}\) | Массовый расход воздуха при открытых дверях (кг/с). |
| \(L_r = \left\lceil \frac{3600 \cdot G_r}{\rho_a} \right\rceil_{50}\) | Объемный расход при открытых дверях (м³/ч). Округляется вверх до кратного 50. |
Расчет на закрытые двери#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(\rho_{sf} = \frac{353}{273 + t_{sf}}\) | Плотность подогреваемого воздуха в зоне (кг/м³). |
| \(S_{dsf} = \frac{1{,}2 \cdot S_{dsf20}}{\rho_{sf}}\) | Сопротивление воздухопроницанию дверей зоны с учетом температуры (м³/кг). |
| \(S_{dl} = \frac{1{,}2 \cdot S_{dl20}}{\rho_{sf}}\) | Сопротивление воздухопроницанию дверей лифтовых шахт с учетом температуры (м³/кг). |
| \(G_{sf(\text{закр})} = \sum F_{dsf} \cdot \sqrt{\frac{P_{\text{изб}}}{S_{dsf}}} + \sum F_{dl} \cdot \sqrt{\frac{P_{\text{изб}}}{S_{dl}}}\) | Массовый расход при закрытых дверях (кг/с). Учитывает утечки через двери зоны и лифтовых шахт. |
| \(L_{sf(\text{закр})} = \left\lceil \frac{3600 \cdot G_{sf(\text{закр})}}{\rho_{sf}} \right\rceil_{10}\) | Объемный расход при закрытых дверях (м³/ч). Округляется вверх до кратного 10. |
Дополнительные материалы#
Сравнение расчётов в программах Аэропро.Эксперт и КВМ-Дым.
Выполнено сравнение результатов расчёта для случаев подпора в тамбур-шлюзы и пожаробезопасные зоны.
Литература#
[1] МД.137-13 «Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий: методические рекомендации».
Методические рекомендации.
[2] СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».
с изменениями.
[3] СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».
с Изменениями № 1-4.
[4] СП 131.13330 «Строительная климатология».
Нормативная база для определения расчетных температур наружного воздуха.