Действующее в настоящее время законодательство в области пожарной безопасности, обязывает обеспечивать взрывоопасные объекты предохранительными клапанами для сброса избыточного давления при внутреннем взрыве. В данной статье рассмотрена необходимость установки легкосбрасываемых ограждающих конструкций, в ограждающие конструкции взрывоопасных помещений, приведены основные виды и типы применяемых конструкций.
Ключевые слова: легкосбрасываемые конструкции, взрывоопасное производство, взрыв.
Производственные взрывоопасные объекты строятся для размещения и эксплуатации технологического оборудования, трубопроводов, которые предназначены для осуществления технологического процесса производства. В результате нарушения технологического процесса, при аварии или иных неблагоприятных условиях может произойти взрыв, который может привести к серьезным негативным последствиям, в том числе полному или частичному разрушению здания, разрушению технологического оборудования, систем автоматического пожаротушения и других систем. В момент взрыва в здании, или в зоне поражения может оказаться персонал объекта, что приведет к гибели или получению серьезных травм.
При проектировании и строительстве зданий и сооружений промышленных предприятий в их конструктивные элементы должен быть заложен требуемый запас прочности, кроме этого здания и помещения категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности должны быть обеспечены легкосбрасываемыми конструкциями для снижения воздействия избыточного давления при взрыве [3].
В настоящее время не все здания, в которых размещено взрывоопасное производство, обеспечены легкосбрасываемыми конструкциями, а в некоторых зданиях эти конструкции не соответствуют предъявляемым требованиям. Проблема состоит в том, что требование о необходимости установки защиты такого типа появилось только с 1981 года, после введения в действие СНиП II-90–81 «Производственные здания промышленных предприятий» [1]. Поэтому здания и сооружения построенные до 1981 года легкосбрасываемыми конструкциями не оборудованы, но эксплуатация этих зданий продолжается. Вместе с тем легкосбрасываемые ограждающие конструкции, установленные в зданиях, построенных после 1981 года, не всегда соответствуют предъявляемым требованиям по причине внесения изменений в их конструкцию при проведении ремонтов и реконструкций. Технические решения по защите зданий и сооружений от взрывов предусматривают устройство в наружном ограждении зданий и сооружений, проёмов заполненными легкоразрушающимися или легковскрывающимися конструкциями. Эти конструкции позволяю ограничить величину давления взрыва в помещении за счёт выхода горючей смеси и продуктов взрыва через образующиеся проёмы. В результате сброса давления взрыва предотвращается разрушение несущих конструкций здания, повреждение оборудования, а самое главное снижается угроза для персонала объекта.
В соответствии со сводом правил СП 4.13130.2013 Помещения категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности следует оснащать наружными легкосбрасываемыми конструкциями (ЛСК). При этом в данном документе указывается, что необходимую площадь ЛСК следует определять расчетом [3]. Легкосбрасываемая конструкция — это ограждающая строительная конструкция, освобождающая проем под действием давления, развивающегося внутри здания, превышающего предельно-допустимые значения (0,7 кПа).
По типу вскрытия сбросного проема выделяют поворотные, представляющие собой поворотную створку, которая при воздействии избыточного давления открывается наружу за счет вращения вокруг оси вращения, и смещаемые. Как правило, смещаемые ЛСК — это стеклопакеты определенной толщины, выпадающие наружу при воздействии давления. Предохранительные запорные устройства не требуют ручного вскрытия или использования дополнительного источника энергии, срабатывая под действием только давления.
Легкосбрасываемые конструкции бывают следующих видов:
– разрушаемые — при воздействии избыточного давления взрыва происходит макроскопическое нарушение сплошности составляющего их материала;
– смещаемые — при воздействии избыточного давления взрыва разрушаются элементы, посредством которых конструкции удерживаются в ограждении помещения;
– вращаемые — при воздействии избыточного давления взрыва происходит вращение плоскости конструкции вокруг неподвижной горизонтальной или вертикальной оси.
При проектировании и расчете ЛСК их нужно также подразделять на типы. К разным типам относятся ЛСК, принадлежащие как к разным видам, так и к одному виду, но отличающиеся при этом размерами, массой или другими параметрами, влияющими на эффективность вскрытия данных конструкций.
Решение о целесообразности использования ЛСК того или иного вида следует принимать на основе сравнения их основных характеристик применительно к конкретным условиям строительства и эксплуатации зданий с взрывопожароопасными помещениями. В качестве ЛСК могут использоваться стекла глухого остекления, открывающиеся створки оконных переплетов, наружные двери и ворота или специальные поворачивающиеся конструкции (вращаемые ЛСК), а также легкосбрасываемые стеновые панели и облегченные элементы покрытия помещения (смещаемые ЛСК).
Использование в качестве разрушаемых ЛСК стекол глухого остекления позволяет получать наиболее простые и удобные в эксплуатации конструктивные решения, отвечающие требованиям как освещения помещения и его теплоизоляции, так и снижения возникающего в нем избыточного давления при внутреннем аварийном взрыве. При этом в целях повышения эффективности вскрытия глухого остекления во всех случаях, когда это представляется возможным, его следует выполнять одинарным. Максимально допустимые размеры стекол, используемых в качестве ЛСК, или их минимальная толщина должны устанавливаться расчетом с учетом воздействия ветровой нагрузки [4]. Применяя в качестве ЛСК стекла глухого остекления следует учитывать, что осколки, образующиеся при разрушении стекол, способны вызвать поражение людей, находящихся вблизи наружных стен взрывоопасного помещения с застекленными оконными проемами.
При устройстве вращаемых ЛСК предпочтение следует отдавать открываемым створкам оконных переплетов с вертикальным или горизонтальным (верхним или нижним) шарнирами. Более удобными в эксплуатации в качестве ЛСК являются открываемые створки оконных переплетов с вертикальным или верхним горизонтальным шарнирами. Вращаемые ЛСК не должны вскрываться под действием ветровой нагрузки.
В качестве смещаемых ЛСК при соответствующем обосновании могут использоваться легкосбрасываемые стеновые панели и облегченные элементы покрытия взрывоопасного помещения. Повышение эффективности вскрытия смещаемых ЛСК может быть достигнуто за счет уменьшения их размеров и массы, а также снижения избыточного давления, необходимого для разрушения (срабатывания) крепежных (запорных) устройств.
Определение свойств, сгораемых веществ и материалов проводится по справочным данным на основании результатов испытаний или расчетом с учетом состояния технологических параметров и режимов по методикам, утвержденным в установленном порядке [4].
К числу основных параметров легкосбрасываемых конструкций относятся площадь легкосбрасываемой конструкции, перекрывающей проемы в наружном ограждении взрывоопасного помещения, и коэффициент вскрытия ЛСК при взрыве.
В качестве основного положения расчетной схемы принято, что эффективность снижения легкосбрасываемыми конструкциями избыточного давления, возникающего во взрывоопасных помещениях при внутренних аварийных взрывах горючих газопаропылевоздушных смесей (ГС), зависит от ряда факторов. Наиболее важными из них являются [4]:
– объем и форма взрывоопасного помещения;
– вид горючей смеси, образующейся во взрывоопасном помещении в аварийных ситуациях, степень загазованности помещения (концентрация) ГС к моменту ее воспламенения, место воспламенения ГС;
– загроможденность взрывоопасного помещения строительными конструкциями (колонны, стропильные фермы, этажерки и т. п.) и оборудованием; — общая площадь и места расположения в наружном ограждении взрывоопасного помещения проемов, перекрываемых ЛСК;
– эффективность вскрытия ЛСК, зависящая от их вида, геометрических и физических параметров, а также допускаемого избыточного давления и условий взрывного горения ГС во взрывоопасном помещении.
Требуемая площадь ЛСК для помещений категории А и Б рассчитывается в соответствии с методикой, однако при отсутствии расчетных данных, она должна составлять не менее 0,05 м2, для помещений категории А и не менее 0,03 м2 для помещений категории Б. толщина стеклопакета при этом зависит от полученных значений, и составляет 3, 4 и 5 мм при площади не менее 0,8, 1 и 1,5 м2 соответственно [3].
Вывод: необходимость защиты объектов с взрывоопасным производством, путем установки легкосбрасываемых ограждающих конструкций, не подвергается сомнению. Необходимо со всей серьезностью относиться не только к выбору определенного вида или типа легкосбрасываемой конструкции при проектировании и строительстве зданий, но и не допускать внесения изменений в конструкции имеющихся ЛСК при эксплуатации объектов.
Литература:
1. СНиП II-90–81 «Производственные здания промышленных предприятий».
2. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
3. СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.
4. Пособие по обследованию и проектированию зданий и сооружений, подверженных воздействию взрывных нагрузок.
5. http://nauka.x-pdf.ru/17raznoe/1129–1-raschet-parametrov-legkosbrasivaemih-konstrukciy-dlya-vzrivopozharoopasnih-pomescheniy-promishlennih-obektov-rekomendacii.php
