Нормы пожарной безопасности их назначение и применение. Нормы пожарной безопасности (НПБ)
В котлах, как и других отопительных установках, используется не все тепло, которое выделяется при сгорании топлива. Довольно большая часть тепла уходит вместе с продуктами горения в атмосферу, часть теряется через корпус котла и небольшая часть теряется из-за химического или механического недожога. Под механическим недожогом понимаются потери тепла из-за провала или уноса зольных элементов с несгоревшими частицами.
Тепловой баланс котла — это распределение тепла, которое выделяется при сжигании топлива, на полезное тепло, используемое по назначению, и на потери тепла, которые происходят при работе теплового оборудования.
Схема основных источников теплопотерь.
В качестве эталонной величины прихода тепла принимают ту величину, которая могла выделиться при низшей теплоте сгорания всего топлива.
Если в котле используется твердое или жидкое топливо, то тепловой баланс составляют в килоджоулях относительно каждого килограмма израсходованного топлива, а при использовании газа — относительно каждого кубического метра. И в том, и в другом случае тепловой баланс может быть выражен в процентном отношении.
Уравнение теплового баланса
Уравнение теплового баланса котла при сжигании газа можно выразить следующей формулой:
Параметры оптимальной нагрузки обеспечивают высокую производительность отопительной системы.
- QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
- где QT — общее количество термического тепла, которое поступило в топку котла;
- Q1 — полезное тепло, которое используется для нагрева теплоносителя или получения пара;
- Q2 — потери тепла, которое уходит вместе с продуктами горения в атмосферу;
- Q3 — потери тепла, связанные с неполным химическим сгоранием;
- Q4 — потери тепла из-за механического недожога;
- Q5 — потери тепла через стенки котла и труб;
- Q6 — потери тепла из-за удаления золы и шлака из топки.
Как видно из уравнения теплового баланса, при сжигании газообразного или жидкого топлива отсутствуют величины Q4 и Q6, которые характерны только для твердого топлива.
Если же тепловой баланс выразить в процентах от общей теплоты (QT=100%), то данное уравнение принимает вид:
- 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.
Если разделить каждый член уравнения теплового баланса из левой и правой части на QT и умножить его на 100, то получится тепловой баланс в процентах от общего поступившего количества тепла:
- q1=Q1*100/QT;
- q2=Q2*100/QT и так далее.
Если в котле использовано жидкое или газообразное топливо, то потери q4 и q6 отсутствуют, уравнение теплового баланса котла в процентах принимает вид:
- 100=q1+q2+q3+q5.
Следует рассмотреть каждый вид тепла и уравнения подробнее.
Тепло, которое было использовано по назначению (q1)
Схема принципа работы стационарного теплогенератора.
Теплом, которое используется для прямого назначения, считается то, которое тратится на нагрев теплоносителя, либо получение пара с заданным давлением и температурой, которая считается от температуры поступившей в экономайзер котла воды. Наличие экономайзера значительно увеличивает величину полезного тепла, так как позволяет в большей степени использовать тепло, которое содержится в продуктах горения.
При работе котла увеличивается упругость и давление пара внутри него. От этого процесса зависит и температура кипения воды. Если в обычных условиях температура кипения воды равна 100°С, то при повышении давления пара этот показатель увеличивается. При этом пар, который находится в одном котле вместе с кипящей водой, называют насыщенным, а температура кипения воды при данном давлении насыщенного пара называется температурой насыщения.
Если же в паре отсутствуют капельки воды, то он называется сухим насыщенным паром. Массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре составляет степень сухости пара, выраженную в процентах. В паровых котлах влажность пара колеблется от 0 до 0,1%. Если же влажность превышает данные показатели, котел работает не в оптимальном режиме.
Полезное тепло, которое расходуется на нагрев 1 л воды от нулевой температуры до температуры кипения при постоянном давлении, называется энтальпией жидкости. Тепло, расходуемое на перевод 1 л кипящей жидкости в парообразное состояние, называется скрытой теплотой парообразования. Сумма этих двух показателей составляет общее теплосодержание насыщенного пара.
Потери тепла с продуктами горения, уходящими в атмосферу (q2)
Данный тип потерь в процентном отношении показывает разность энтальпии уходящих газов и холодного воздуха, поступающего в котел. Формулы определения этих потерь отличаются при использовании разных типов топливных веществ.
Сжигание мазута приводит к потерям тепла из-за химического недожога.
При использовании твердого топлива потери q2 составляют:
- q2=(Iг-αг*Iв)(100-q4)/QT;
- где Iг — энтальпия уходящих в атмосферу газов (кДж/кг), αг — коэффициент избытка воздуха, Iв — энтальпия воздуха, необходимого для горения, при температуре его поступления в котел (кДж/кг).
Показатель q4 вводится в формулу потому, что должно учитываться тепло, выделяемое при физическом сжигании 1 кг топлива, а не для 1 кг топлива, поступившего в топку.
При использовании газообразного или жидкого топлива эта же формула имеет вид:
- q2=((Iг-αг*Iв)/QT)*100%.
Потери тепла с уходящими газами зависят от состояния самого отопительного котла и режима работы. К примеру, при ручной загрузке топлива в топку потери тепла этого типа значительно увеличиваются из-за периодического притока свежего воздуха.
Потери тепловой энергии с уходящими в атмосферу дымовыми газами увеличиваются при увеличении их температуры и количества расходуемого воздуха. К примеру, температура уходящих в атмосферу газов при отсутствии экономайзера и воздухоподогревателя составляет 250-350°С, а при их присутствии — всего 120-160°С, что в несколько раз повышает величину полезно используемого тепла.
Схема обвязки котла.
С другой стороны, недостаточная температура уходящих продуктов горения может привести к образованию конденсата водяных паров на поверхностях нагрева, что также влияет на образование ледяных наростов на дымовых трубах в зимнее время.
Количество расходуемого воздуха зависит от типа горелки и режима работы. Если оно увеличено по сравнению с оптимальным значением, то это приводит к высокому содержанию воздуха в уходящих газах, который дополнительно уносит часть тепла. Это неизбежный процесс, который нельзя прекратить, но можно довести до минимальных значений. В современных реалиях коэффициент расхода воздуха не должен превышать 1,08 для горелок с полной инжекцией, 0,6 — для горелок с неполной инжекцией воздуха, 1,1 — для горелок с принудительной подачей и смешением воздуха и 1,15 — для диффузионных горелок с внешним смешением. К увеличению потерь тепла с уходящим воздухом приводит наличие дополнительных подсосов воздуха в топке и трубах котла. Поддержание расхода воздуха на оптимальном уровне позволяет снизить величину q2 до минимума.
Чтобы минимизировать значение q2, необходимо своевременно чистить внешнюю и внутреннюю поверхность котла, следить за отсутствием накипи, которая снижает передачу тепла от сжигаемого топлива к теплоносителю, соблюдать требования к воде, используемой в котле, следить за отсутствием повреждений в котле и соединениях труб, чтобы не допустить притока воздуха. Использование дополнительных электрических поверхностей нагрева в газовом тракте расходует электроэнергию. Однако экономия от оптимального расхода топлива будет гораздо выше стоимости потребляемой электроэнергии.
Потери тепла от химического недожога топлива (q3)
Данный вид схемы обеспечивает защиту системы отопления от перегрева.
Главным показателем неполного химического сгорания топлива является наличие в отработанных газах окиси углерода (при использовании твердого топлива) или окиси углерода и метана (при сжигании газообразного топлива). Потери тепла от химического недожога равны тому теплу, которое могло бы выделиться при сжигании этих остатков.
Неполное сгорание топлива зависит от недостатка воздуха, плохого смесеобразования топлива с воздухом, снижения температуры внутри котла или при соприкосновении пламени горящего топлива со стенками котла. Однако излишнее повышение количества поступающего кислорода не только не гарантирует полное сжигание топлива, но может нарушить работу котла.
Оптимальное содержание окиси углерода на выходе из топки при температуре 1400°С должно составлять не более 0,05% (в пересчете на сухие газы). При таких значения теплопотери от недожога составят от 3 до 7% в зависимости от топлива. Недостаток кислорода может довести это значение до 25%.
Но необходимо добиваться таких условий, чтобы химический недожог топлива отсутствовал. Необходимо обеспечивать оптимальное поступление воздуха в топку, поддерживать постоянную температуру внутри котла, добиться тщательного перемешивания топливной смеси с воздухом. Наиболее экономичная работа котла достигается при содержании углекислого газа в продуктах горения, уходящих в атмосферу, на уровне 13-15% в зависимости от вида топлива. При избытке поступления воздуха содержание двуокиси углерода в уходящем дыме может снизиться на 3-5%, однако потери тепла при этом увеличатся. При нормальной работе отопительного оборудования потери q3 равняются 0-0,5% для пылеугольных и 1% для слоевых топок.
Потери тепла от физического недожога (q4)
Данный вид потерь происходит из-за того, что несгоревшие частицы топлива проваливаются через колосники в зольник или уносятся вместе с продуктами горения через трубу в атмосферу. Потеря тепла от физического недожога напрямую зависит от конструкции котла, расположения и формы колосников, силы тяги, состояния топлива и его спекаемости.
Наиболее значительны потери от механического недожога при слоевом сжигании твердого топлива и излишне сильной тяге. В таком случае большое количество мелких несгоревших частиц уносится вместе с дымом. Особенно хорошо это проявляется при использовании неоднородного топлива, когда в нем чередуются мелкие и крупные куски топлива. Горение каждого слоя получается неоднородным, так как мелкие куски сгорают быстрее и уносятся с дымом. В образовавшиеся промежутки поступает воздух, который охлаждает большие куски топлива. Они при этом покрываются шлаковой коркой и не выгорают полностью.
Потери тепла при механическом недожоге составляют обычно около 1% для пылеугольных топок и до 7,5% для слоевых топок.
Потери тепла непосредственно через стенки котла (q5)
Данный вид потерь зависит от формы и конструкции котла, толщины и качества обмуровки как котла, так и дымоотводных труб, наличия теплоизолирующего экрана. Кроме того, большое влияние на потери оказывает конструкция самой топки, а также наличие дополнительных поверхностей нагрева и электрических нагревателей в дымовом тракте. Эти потери тепла увеличиваются при наличии сквозняков в помещении, где стоит отопительное оборудование, а также от количества и длительности открытия топки и лючков системы. Снижение количества потерь зависит от правильной обмуровки котла и наличия экономайзера. Благоприятно на снижении потерь тепла сказывается теплоизоляция труб, по которым отработанные газы выводятся в атмосферу.
Потери тепла из-за удаления золы и шлака (q6)
Данный тип потерь характерен только для твердого топлива в кусковом и пылевидном состоянии. При его недожоге частицы неостывшего топлива проваливаются в зольник, откуда удаляются, унося с собой часть тепла. Эти потери зависят от зольности топлива и системы шлакоудаления.
Тепловой баланс котла — это величина, которая показывает оптимальность и экономичность работы вашего котла. По величине теплового баланса можно определиться с мерами, которые помогут экономить сжигаемое топливо и увеличить эффективность отопительного оборудования.
Этот поток тепла описывается уравнением:
Q * = | T 1− T 2 | |||
ln(R 02 | / R 01 ) |
|||
2πλL | ||||
Удобной характеристикой интенсивности теплового потока для трубы, не зависящей от радиуса цилиндрической поверхности, является линейная (погонная) плотность теплового потока q л :
q л= | T − T | |||||||||||||||
ln(R 02 /R 01 ) | ||||||||||||||||
ln(R | / R ) | – линейное |
||||||||||||||
тепловое сопротивление трубы. |
||||||||||||||||
Для многослойной трубы | ||||||||||||||||
q л= | T 1− T n +1 | |||||||||||||||
ln(R 0,i +1 | / R 0, i ) | |||||||||||||||
i =1 | 2πλi | |||||||||||||||
Для процесса теплопередачи плотность теплового потока q л , проходящего через многослойную трубу, определяется уравнением:
q л= | T ср1 | − Т ср2 | ||||||||||||||||
+ ∑ | 0, i + 1 | |||||||||||||||||
2π R 01α 1i =1 | 2πλi | R 0,i | 2πR 02 α2 |
|||||||||||||||
– внешние тепловые сопротивления. |
||||||||||||||||||
2πR α | 2πR | |||||||||||||||||
Если ввести обозначение:
K л= | ||||||||||
+ ∑ | 0, i | |||||||||
2π R 01α 1i =1 | 2πλi | R 0,i | 2πR 02 α2 |
|||||||
то уравнение (5.6) примет вид:
q л= К л(T ср,1− Т ср,2) ,
где К л – линейный коэффициент теплопередачи [Вт/(м·К)]. Температурный напор между средой и контактирующей
поверхностью определяется уравнениями:
− T | |||||||||||
2πR α | |||||||||||
− T | |||||||||||
2πR 02 α1 | |||||||||||
П Р И М Е Р Ы
1. Обмуровка топки парового котла состоит из двух слоев.
Внутренний слой выполнен из шамотного кирпича: δ 1 = 400 мм,λ 1 = 1,4 Вт/(м·К), а наружный – из красного кирпича:δ 2 = 200 мм,
λ 2 =0,58 Вт/(м·К). Температуры внутренней и | наружной поверхности |
|||||||||||||
обмуровки соответственно Т 1 = | 900° С и Т 3 = 90° С. |
|||||||||||||
Определить потери тепла | через обмуровку и наибольшую |
|||||||||||||
температуру Т 2 красного кирпича. | ||||||||||||||
Р е ш е н и е. | ||||||||||||||
Для определения | тепла q воспользуемся уравнением |
|||||||||||||
(5.1) для n = 2,0: | ||||||||||||||
T 1− T 3 | 900 - 90 | 1292 Вт/м2 . |
||||||||||||
400 × 10- 3 | 200 × 10- 3 | |||||||||||||
λ 1λ 2 | ||||||||||||||
Для определения температуры на границе наружного и внутреннего слоя обмуровки (Т 2 ) воспользуемся уравнением (5.2):
T − T | |||||||
Отсюда T | T − | δ 1 q = 900- | 400.10- 3 | × 1292= 530о С. |
|||
2. Определить потерю теплаQ [Вт] через стенку из красного |
|||||||
кирпича [λ = | длиной l = 5 м, высотойh = 4 м и |
||||||
толщиной δ = 510 мм, если температура воздуха внутри помещения
Т ср2 = – 30° С, коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенкиα 2 = 20 Вт/(м2 ·К). Вычислить также температуры на поверхностях стеныТ п1 иТ п2 .
Р е ш е н и е. | |||||||||||||||
Пользуясь уравнением | (5.3) для п = | 1, находим плотность |
|||||||||||||
теплового потока: | |||||||||||||||
T ср1− T ср2 | 18 - (- 30) | 58,5 Вт/м2 . |
|||||||||||||
510 × 10- 3 | |||||||||||||||
α1 λ α2 | |||||||||||||||
Следовательно, потери тепла через стенку будут равны:
Q = q·S = 58,5·5·4 = 1170 Вт.
Для определения температур поверхностей стенки воспользуемся уравнениями (5.4). Из них следует:
q = 18- | × 58,5= 10,4о С |
|||||||||||
q = -30 - | × 58,5= - 27,1о С. |
|||||||||||
3. Определить расход тепла q л через стенку трубы (d 1 /d 2 =
= 20/30 мм) из жаропрочной стали, коэффициент теплопроводности
которой λ = 17,4 Вт/(м·К), а температуры внешней и внутренней поверхностейТ 1 = 600° С,Т 2 = 450° С.
Р е ш е н и е.
Для определения расхода тепла через стенку трубы воспользуемся уравнением (5.5) для п = 1:
T 1− T 2 | 600 - 450 | 40750 Вт/м. |
|||||||||||
ln(R 02 /R 01 ) | × 10- 2 | ||||||||||||
× 3,14 | × 17,4 | × 10 | |||||||||||
4. Вычислить потерю тепла с 1 м неизолированного трубо- |
|||||||||||||
диаметром d 1 /d 2 = 300/330 мм, проложенного на открытом |
|||||||||||||
воздухе, если внутри трубы протекает вода со средней температурой Т ср1 = 90° С. Температура окружающего воздухаТ ср2 = – 15° С. Коэффициент теплопроводности материала трубыλ = 50 Вт/(м·К), коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубыα 1 = 1000 Вт/(м2 ·К) и от трубы к окружающему воздухуα 2 = 12 Вт/м2 ·К. Определить также температуры на внутренней и внешней поверхностях трубы.
Р е ш е н и е. | ||||||||||||||||||||||
Потери тепла с 1,0 м | трубопровода | находим воспользовав- |
||||||||||||||||||||
шись уравнением (5.6) для n = 1: | ||||||||||||||||||||||
q л= | T ср1− Т ср2 | |||||||||||||||||||||
2πR α | 2πR α | |||||||||||||||||||||
90 - (- 15) | ||||||||||||||||||||||
16,5 × 10- 2 | ||||||||||||||||||||||
2 × 3,14× 15× 10−2 × 103 | 2 × 3,14× 50 | 15 × 10- 2 | 2 × 3,14× 16,5× 10- 2 × 12 | |||||||||||||||||||
652 Вт/м.
× 652 | 89,8о С, |
|||||||||||||||||||
ср1 2π R 01 α 1 | 2π × 15× 10- 2 × 103 | |||||||||||||||||||
а из (5.5) находим: | ||||||||||||||||||||
ln(R | / R ) =89,8 - | |||||||||||||||||||
16,5 × 10- 2 | × 652= 89,6o С. | |||||||||||||||||||
2 π × 50 | 15 × 10- 2 | |||||||||||||||||||
З А Д А Ч И | ||||||||||||||||||||
Определить коэффициент теплопроводности | кирпичной |
|||||||||||||||||||
стенки толщиной | δ = 390 мм, если температура на | внутренней |
||||||||||||||||||
поверхности стенки Т 1 = 300° С и на наружнойТ 2 = 60° С. |
||||||||||||||||||||
Потери тепла через стенку | q = 178 Вт/м2 . | |||||||||||||||||||
5.2. Через плоскую металлическую стенку топки котла
толщиной δ = 14 мм от газов к кипящей воде проходит удельный тепловой потокq = 25000 Вт/м2 . Коэффициент теплопроводности сталиλ = 50 Вт/(м·К).
Определить перепад температур на поверхностях стенки.
5.3. Определить удельный тепловой поток через бетонную стенку толщиной δ = 300 мм, если температуры на внутренней и наружных поверхностях стенки соответственно равныТ 1 = 15° С и
Т 2 = – 15° С.
Коэффициент теплопроводности бетона λ = 1,0 Вт/(м·К).
5.4. Определить потерю тепла q через свод пламенной печи,
5.5. Определить расход тепла Q [ВТ ] через кирпичную стенку толщинойδ = 250 мм на площади 3× 5 м2 , если температуры
поверхностей стенки | T 1= | и Т 2 | а коэффициент |
|||
теплопроводности кирпича λ = 1,16 BT / (м·К). | ||||||
5.6. Вычислить плотность теплового потока q | через плоскую |
|||||
однородную станку, толщина | значительно меньше шири- |
|||||
ны и высоты, если | выполнена: | |||||
а) из стали λ ст = 40 Вт/(м·К); из | λ б = 1,1 Вт/(м·К); в) из |
|||||
диатомитового кирпича λ к = 0,11 Вт/(м·К). Во всех случаях толщина
Внутренний слой выполнен из огнеупорного кирпича толщиной δ 1 = 350 мм, а наружный из красного кирпича толщинойδ 2 = 250 мм.
Определить температуру на внутренней поверхности стенки Т 1 и на внутренней стороне красного кирпичаТ 2 , если на наружной стороне температура стенкиТ 3 = 90° С, а потеря тепла через 1 м2 поверхности стенки равна 1 кВт. Коэффициенты теплопроводности огнеупорного и красного кирпича соответственно равны:
кирпича и диатомитовой засыпки между ними. Диатомитовая засыпка имеет толщину δ 2 = 50 мм иλ 2 = 0,14 Вт/(м·К), а красный кирпич имеетδ 3 = 250 мм иλ 3 = 0,7 Вт/(м·К).
Во сколько раз необходимо увеличить толщину красного кирпича для того, чтобы обмуровка печи без диатомитовой засыпки имела такое же внутреннее термическое сопротивление, как и с засыпкой?
5.9. Определить поток тепла q через поверхность стальной стенки котла [δ 1 =20 мм,λ 1 = 58 Вт/(м·К)], покрытую слоем накипи
[δ 2 = 2 мм,λ 2 = 1,16 Вт/(м·К)]. Наибольшая температура поверхности стенки равна 250° С, а наименьшая температура накипи 100° С. Определить также наибольшую температуру накипи.
5.10. Вычислить тепловой поток через 1 м2 чистой поверхности нагрева парового котла и температуры на поверхностях стенки, если заданы следующие величины: температура дымовых газовТ ср1 = =1000° С, температура кипящей водыT ср2 = 200° С, коэффициенты теплоотдачи от газов к стенкеα 1 = 100 Вт/(м2 ·К) и от стенки к кипящей водеα 2 = 5000 Вт/(м2 ·К). Коэффициент теплопроводности материала стенкиλ = 50 Вт/(м·K) и толщина стенкиδ = 12 мм.
5.11. Решить задачу 10 при условии, что в процессе эксплуатации поверхность нагрева парового котла со стороны дымовыx газов покрылась слоем сажи толщиной δ с = 1 мм
[ λ с = 0,08 Вт/(м·К)], а со стороны воды – слоем накипи толщинойδ н = 2 мм [λ н = 0,8 Вт/(м·К)]. Вычислить тепловой поток через 1 м2
загрязненной поверхности нагрева и температуры на поверхностях соответствующих слоев Т п1 , Т п2 , Т п3 иТ п4 .
Сравнить результаты расчета с ответом задачи 10 и определить уменьшение тепловой нагрузки q (в %).
5.12. Определить плотность теплового потока q [Вт/м2 ] через кирпичную стенку толщиной 510 мм с коэффициентом теплопроводностиλ к = 0,8 Вт/(м·К), покрытую снаружи слоем теплоизоляции
теплоотдачи от наружной поверхности α 2 = 20 Вт/(м2 ·К). Вычислить также температуры на поверхностях стеныТ п1 , Т п2 и на поверхности слояТ п3 .
5.13. Змеевики пароподогревателя выполнены из труб жароупорной стали диаметром d 1 /d 2 = 32/42 мм с коэффициентом
Вычислить удельный тепловой поток через стенку на единицу длины трубы q л .
5.14. Железобетонная дымовая труба покрыта с внутренней стороны слоем огнеупорной футеровки λ1 = 0,5 Вт/(м·К).
Определить толщину футеровки δ 1 и температуру наружной поверхности трубыТ 3 при условии, чтобы потери тепла не превышалиq л = 2000 Вт/м, а наибольшие температуры футеровки и бетона не превышалиТ 1 = 421° С иТ 2 = 200° С.
5.15. Стальной паропровод покрыт двумя слоями тепловой изоляции одинаковой толщины [δ = 50 мм, λ2 = 0,07 Вт/(м·К), λ3 = 0,14Вт/(м·К)].
Определить потери тепла q л [Вт/м] и температуруТ 3 на границе соприкосновения этих слоев. Повторить эти расчеты при условии, что изоляция первого слоя установлена на место второго.
Температура Т 4 на внешней | поверхности в обоих случаях одина- |
||||||
кова и равна 50° С. | |||||||
Определить температуру на границах слоев трехслойной |
|||||||
изоляции трубы. Внутренний диаметр трубы d = 245 мм. | |||||||
слоев и коэффициенты теплопроводности изоляционных |
|||||||
материалов | соответственно | равны: δ1 = 100 мм, δ2 = 20 мм, δ3 = 30 |
|||||
мм, λ1 = | 0,03 Вт/(м·К), | 0,06 Вт/(м·К) | и λ3 = 0,12 Вт/(м·К). |
||||
Температура | внутренней | поверхности трубопровода 250° С, | |||||
наружной поверхности изоляции 65° С. | |||||||
Определить | тепловой поток | через поверхность | |||||
паропровода (d 1 /d 2 =140/150), изолированного двумя слоями тепловой
а на наружной поверхности изоляции T 4 = 55° С. | ||||
Как изменится потеря тепла через изолированную стенку, | ||||
изоляционные слои поменять местами? | ||||
5.18. Трубопровод диаметром d 1 /d 2 | 44/51 мм, по которому |
|||
течет масло, покрыт | толщиной δ2 = 80 | |||
Коэффициенты теплопроводности материала трубопровода и бетона
масла к стенке α1 = 100 Вт/(м2 ·К) и от поверхности бетона к воздуху
α2 = 10 Вт/(м2 ·К).
Определить потери тепла с 1 м трубопровода, покрытого бетоном. 5.19. Плоский алюминиевый лист толщиной 0,8 мм пластин-
водности стенки λ = 203,5 Вт/(м·К). Определить удельный тепловой поток, переданный через стенку.
5.20. Оценить тепловые потери с 1,0 м трубопровода диаметром d 1 /d 2 = 150/165 мм, покрытого слоем изоляции толщиной δ1 = 60 мм, если трубопровод проложен на воздухе сT ср2 = – 15° С и по нему течет вода со средней температуройT ср1 = 90° С. Коэффициенты теплопроводности материала трубы и изоляции соответственно равны λ1 = 50 Вт/(м·К), λ2 = 0,15 Вт/(м·К), а коэффициенты теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху α2 = 8 Вт/(м2 ·К), а от воды к стенке трубы α1 = 1000 Вт/(м2 ·К). Вычислить также
температуру на внешней поверхности трубы и внешней поверхности изоляции.
5.21. Определить необходимую мощность радиаторов отопления аудитории, если кладка ее наружной стены (8 × 4,5 м, δ = 500 мм) выполнена из красного кирпича (λ = 0,7 Вт/м·К), а температуры поверхностейТ ] = 12° С иТ 2 = −15° С. (Окна условно отсутствуют). Какова глубина промерзания стены.
5.22. Окно в аудитории имеет сдвоенные рамы с зазором между стеклами 60 мм. Вычислить тепловые потери через оконный проем 5 × 3 м, если толщина стекол δ = 4 мм, а температуры их соот-
ветствующих поверхностей Т 1 = 10°C иТ 4 = −18° С.λ ст = 0,74 и
λ возд = 0,0244 Вт/м·К.
5.23 Вычислить линейную плотность теплового потока через стенку змеевика из труб (d 1 /d 2 = 40 / 47 мм) жароупорной стали
(λ = 16,5 Вт/(м·К)), если температуры ее внутренней и наружной поверхностей составляют 400° С и 600° С соответственно. При каком значении радиуса трубы температура в стенке равна 500° С.
5.24. Стальной паропровод (d 2 = 100 иδ = 5 мм) проложен на открытом воздухеТ ср2 = 20° С. Тепловая изоляция паропровода выполнена из двух слоев - минеральной ваты и асбеста (δ мв =δ ас = = 50 мм; λмв = 0,047 и λас = 0,11 Вт/м·К).
Вычислить потери тепла с погонного метра паропровода и температуры на его границах, если температура пара Т ср1 = 300°C, а коэффициенты теплоотдачи от пара к внутренней поверхности паропровода и с внешней поверхности второго слоя изоляции к воздуху соответственно 90 и 15 Вт/(м2 ·К).
Система нормативных документов
Государственной противопожарной службы МЧС России
НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОБЪЕКТОВ ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ
НПБ 101-95
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС РОССИИ
Москва
2004
ПРЕДИСЛОВИЕ
РАЗРАБОТАНЫ, ВНЕСЕНЫ И ПОДГОТОВЛЕНЫ к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления Государственной противопожарной службы МВД России. При подготовке норм использованы материалы ВИПТШ МВД России.
УТВЕРЖДЕНЫ заместителем Главного Государственного инспектора Российской Федерации по пожарному надзору.
СОГЛАСОВАНЫ с Минстроем России (письмо от 14.12.1994 г. № 13/355).
ВЗАМЕН ВСН 1-91/СПАСР МВД России.
| 2. Требования к земельным участкам и размещению зданий пожарных депо 3. Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий пожарных депо |
|
| Приложение 1. | Количество специальных пожарных автомобилей |
| Приложение 2. | Площадь земельного участка пожарного депо |
| Приложение 3. | Состав и площади помещений на территории пожарного депо |
| Приложение 4. | Состав и площади помещений пожарного депо |
| Приложение 5. | Состав и площади помещений центральных пожарных депо |
| Приложение 6. | Ширина проходов в помещении пожарной техники |
| Приложение 7. | Количество пожарных депо и пожарных автомобилей для городов и населенных пунктов |
| Приложение 8. | Здания и сооружения, размещаемые при пожарных депо I и III типов |
НПБ 101-95
НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
| НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ |
Дата введения 1995-01-01
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие нормы содержат основные требования к проектированию объектов пожарной охраны.
1.2. Пожарные депо в зависимости от назначения, количества автомобилей, состава помещений и их площадей подразделяются:
тип I - центральные пожарные депо на 6, 8, 10, 12 автомобилей для охраны городов;
тип II - пожарные депо на 2, 4, 6 автомобилей для охраны городов;
тип III - центральные пожарные депо на 6, 8, 10, 12 автомобилей для охраны предприятий;
тип IV - пожарные депо на 2, 4, б автомобилей для охраны предприятий;
тип V - пожарные депо на 2, 4 автомобиля для охраны населенных пунктов (кроме городов).
1.3. Тип пожарного депо для охраны объектов народного хозяйства определяется заказчиком.
1.4. Количество пожарных депо и пожарных автомобилей для городов и других населенных пунктов определяется в соответствии с прил. 1 и 7.
1.5. В зависимости от количества единиц основных, специальных и вспомогательных пожарных автомобилей и средств связи, находящихся на вооружении управлений (отделов) ГПС по охране городов и спецформирований ГПС, создаются подразделения технической службы:
производственно-технические центры - свыше 400 единиц; отряды технической службы - от 200 до 400 единиц;
части технической службы, не входящие в состав ПТЦ и отрядов, - от 50 до 200 единиц;
отдельные посты технической службы - до 50 единиц.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗЕМЕЛЬНЫМ УЧАСТКАМ
И РАЗМЕЩЕНИЮ ЗДАНИЙ ПОЖАРНЫХ ДЕПО
2.1. Пожарные депо следует размещать на земельных участках, имеющих выезды на магистральные улицы или дороги общегородского значения.
2.2. Расстояние от границ участка пожарного депо до общественных и жилых зданий должно быть не менее 15 м, а до границ земельных участков школ, детских и лечебных учреждений - не менее 30 м.
2.3. Пожарные депо необходимо располагать на участке с отступом от красной линии до фронта выезда пожарных автомобилей не менее чем на 15 м, для пожарных депо II, IV, V типов указанное расстояние допускается уменьшать до 10 м.
2.4. Площадь земельных участков в зависимости от типа пожарного депо определяется по прил. 2.
2.5. Состав и площади зданий и сооружений, размещаемых на территории пожарного депо, определяются по прил. 3, при этом допускается увеличение площади земельного участка.
2.6. Территория пожарного депо подразделяется на производственную, учебно-спортивную и жилую зоны.
2.7. В производственной зоне следует размещать здание пожарного депо, закрытый гараж-стоянку резервной техники и складские помещения.
2.8. В учебно-спортивной зоне пожарного депо следует размещать учебную пожарную башню, стометровую полосу с препятствиями, подземный резервуар и пожарный гидрант с площадкой для стоянки автомобилей, спортивные сооружения, указанные в прил. 3.
2.9. В жилой зоне размещаются жилая часть здания пожарного депо или жилой дом (служебные квартиры или общежитие), площадки для отдыха и детских игр. Вход в жилую часть здания пожарного депо должен быть расположен на расстоянии не менее 15 м от помещения пожарной техники. С учетом местных условий жилой дом может располагаться вне территории пожарного депо.
2.10. В соответствии с заданием на проектирование на территории пожарных депо I и III типов размещаются объекты пожарной охраны, рекомендованные в прил. 8.
2.11. Площадь озеленения территории пожарного депо должна составлять не менее 15 % площади участка.
2.12. Территория пожарного депо, как правило, должна иметь два въезда (выезда). Ширина ворот на въезде (выезде) должна быть не менее 4,5 м.
2.13. Территория пожарного депо должна иметь ограждение высотой не менее 2,0 м.
2.14. Дороги и площадки на территории пожарного депо следует предусматривать с твердым покрытием.
2.15. Проезжая часть улицы и тротуар против выездной площади пожарного депо должны быть оборудованы светофором и световым указателем с акустическим сигналом, позволяющим останавливать движение транспорта и пешеходов во время выезда пожарных автомобилей из гаража по сигналу тревоги. Включение и выключение светофора предусматривается дистанционно из пункта связи части.
3. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ
РЕШЕНИЯ ЗДАНИЙ ПОЖАРНЫХ ДЕПО
3.1. Состав и площади помещений пожарных депо принимаются в соответствии с прил. 4, а центральных пожарных депо - прил. 5.
3.2. Пожарные депо следует проектировать не ниже II степени огнестойкости. Допускается при технико-экономическом обосновании для пожарных депо V типа проектировать одноэтажные здания III, IIIа, V степеней огнестойкости. При этом в зданиях V степени огнестойкости поверхности деревянных стен, перегородок, потолков с внутренней стороны помещений должны быть оштукатурены.
3.3. Центральный вход в пожарное депо следует размещать со стороны главного фасада здания.
3.4. На путях движения личного состава по тревоге к помещению пожарной техники не допускается устройство порогов, ступеней, а также устройство выступающих частей конструкций и оборудования на высоте не менее 2,2 м от уровня пола.
3.5. Ширина коридоров на путях движения личного состава дежурной смены по тревоге должна быть не менее 1,4 м. При размещении дежурной смены на втором этаже здания открывание внутренних дверей должно предусматриваться по направлению движения к местам расположения спусковых столбов в помещение пожарной техники.
3.6. Высота помещений пожарной техники и мойки определяется заданием на проектирование в зависимости от типа пожарной техники.
3.7. Производственные процессы в пожарном депо по санитарно-гигиеническим требованиям относятся к I группе.
3.8. Пункт связи в пожарном депо следует располагать справа, а пост технического обслуживания слева от помещения пожарной техники по ходу выезда автомобилей.
3.9. Ширина проходов для личного состава между автомобилями, а также между автомобилями и конструкциями здания в помещении пожарной техники принимается в соответствии с прил. 6. Глубина помещений пожарной техники, технического обслуживания и мойки в зданиях пожарных депо I - IV типов должна составлять 15 - 18 м, V типа - 12 - 15 м, а при размещении крупногабаритной автотехники - по заданию на проектирование.
3.10. Ширину ворот в помещении пожарной техники следует принимать на 1 м больше ширины состоящих на вооружении пожарных автомобилей. Каждые ворота должны оборудоваться ручными и автоматическими запорами, а также фиксаторами, предотвращающими самопроизвольное их закрывание. Верхняя часть ворот должна иметь остекление площадью не менее 30 % всей площади ворот. В полотнище первых (от пункта связи) ворот необходимо предусматривать калитку размером не менее 0,7x2 м.
3.11. Габариты стоянки автомобилей обозначаются белыми полосами шириной 0,1 м, предусматриваются также упоры для задних колес автомобилей. В помещении пожарной техники оборудуется табло погодных условий. На передней стене у каждых ворот устанавливаются зеркала заднего обзора размером не менее 1,0´0,4 м.
3.12. Планировочная отметка дорожного покрытия перед выездом из здания пожарного депо должна быть ниже отметки пола помещения пожарной техники на 0,15 м. Уровень пола помещения пожарной техники следует проектировать ниже уровня пола смежных помещений не менее чем на 0,05 м. Уклон пола в помещении пожарной техники должен быть в сторону трапов и лотков, предусматриваемых перед выездными воротами, панели стен облицовываются керамической плиткой.
3.13. В помещении пожарной техники необходимо предусматривать газоотводы от выхлопных труб для удаления газов от работающих двигателей автомобилей. Система газоотвода должна быть постоянно подключена к выхлопной системе автомобиля и саморазмыкаться в начале его движения.
3.14. Пост мойки в пожарных депо I - IV типов следует проектировать в отдельном боксе.
3.15. Посты технического обслуживания в пожарных депо II, IV, V типов допускается совмещать с помещением пожарной техники.
3.16. В помещениях поста технического обслуживания и пожарной техники устраиваются осмотровые канавы из расчета: 1 канава на 3 автомобиля. Осмотровые канавы должны иметь два спуска (один - по ступенчатой лестнице, другой - по скобам) и сверху закрываться съемной решеткой из металлических прутьев диаметром не менее 12 мм. По периметру канавы оборудуется предохранительная реборда высотой не менее 80 мм, пол и стены канавы облицовываются керамической плиткой, на ее дно укладывается деревянная решетка, в стенах устраиваются ниши для инструмента и светильников. Ниши для светильников должны быть защищены от механических повреждений.
3.17. Пункт связи должен иметь естественное освещение и располагаться смежно с помещением пожарной техники. В разделяющей их перегородке следует предусматривать окно размером 1,2´1,5 м на расстоянии 0,6 м от пола, которое оборудуется приспособлением для передачи путевок. Выход из помещения пункта связи непосредственно в помещение пожарной техники не допускается.
3.18. Аккумуляторную пункта связи необходимо предусматривать в отдельном помещении смежно с пунктом связи. Вход в нее осуществляется через тамбур.
3.19. Помещение для технического обслуживания и хранения пожарных рукавов должно иметь естественное освещение.
3.20. Стены помещения мойки и сушки противогазов и аппаратов облицовываются керамической плиткой.
3.21. Помещение для отдыха дежурной смены должно быть расположено не выше второго этажа. Между помещениями для отдыха дежурной смены и пожарной техники следует предусматривать тамбур или коридор.
3.22. При размещении дежурной смены на втором этаже в междуэтажном перекрытии следует устраивать проем 1,2´1,2 м с металлическими столбами диаметром 200 мм для спуска в помещение пожарной техники из расчета 1 столб на 7 чел. дежурной смены. Над проемами устраиваются кабины с открывающимися внутрь двухстворчатыми дверями, оборудованными блокирующими устройствами от самопроизвольного открывания.
3.23. Учебный класс и кабинет начальника дежурной смены необходимо размещать рядом с помещениями дежурной смены.
3.24. Состав и площади помещений для региональных специализированных отрядов и специализированных частей, осуществляющих первоочередные аварийно-спасательные работы, определяются заданием на проектирование.
4. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
4.1. Здание пожарного депо должно оборудоваться канализацией, холодным и горячим водоснабжением, центральным отоплением, вентиляцией, автоматическими и слаботочными устройствами (радиофикация, часофикация, телефонизация) в соответствии с действующими нормами и правилами.
4.2. Система канализации помещения мойки автомашин должна присоединяться к внешним сетям через песконефтеуловитель.
4.3. Расчетная температура воздуха в помещении пожарной техники должна составлять +16 °С.
В помещениях пожарной техники, мойки и поста технического обслуживания автомашин следует предусматривать, как правило, водяную систему отопления.
Ворота помещений пожарной техники необходимо оборудовать воздушно-тепловыми завесами с ручным пуском.
4.4. В помещении пожарной техники следует предусматривать размещение внутреннего пожарного крана.
4.5. Воздухообмен в помещениях пожарной техники, мойки и поста технического обслуживания автомобилей следует принимать по принципу «сверху-вверх».
Приточно-вытяжную вентиляцию необходимо рассчитывать из условий одновременного выезда 50 % автомобилей.
4.6. Электроснабжение пожарных депо I - IV типов следует предусматривать по I категории надежности.
4.7. Здания пожарных депо I - IV типов оборудуются охранно-пожарной сигнализацией и административно-управленческой связью.
4.8. Помещения пункта связи, пожарной техники, дежурной смены и коридоры, соединяющие их, оборудуются аварийным освещением от аккумуляторных батарей и независимого стационарного источника питания.
4.9. Здание пожарного депо оборудуется сетью телефонной связи и спецлиниями «01», а помещения пожарной техники и дежурной смены - установками тревожной сигнализации.
4.10. Санитарные узлы должны быть предусмотрены на каждом этаже пожарного депо.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
КОЛИЧЕСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
| Наименование специальных автомобилей | Число жителей в городе (населенном пункте), тыс. чел |
||||||
| 700-1250 | 1250-2000 | св. 2000 |
|||||
| Автолестницы и автоподъемники | |||||||
| Автомобили газоды-мозащитной службы | |||||||
| Автомобили связи и освещения | |||||||
| * При наличии зданий высотой 4 этажа и более. ** Определяется по количеству административных районов из расчета одна автолестница и автоподъемник на район. Примечание. Количество специальных автомобилей, не указанных в настоящей таблице, определяется исходя из местных условий в каждом конкретном случае с учетом наличия опорных пунктов тушения крупных пожаров. |
|||||||
ПЛОЩАДЬ ЗЕМЕЛЬНОГО УЧАСТКА ПОЖАРНОГО ДЕПО
| Тип пожарного депо и количество пожарных автомобилей в депо, шт. | ||||||||||||||||
| Площадь земельного участка пожарного депо, га | ||||||||||||||||
СОСТАВ И ПЛОЩАДИ ПОМЕЩЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ПОЖАРНОГО ДЕПО
