Системы вентиляции, их виды и пожарная опасность
Вопрос 1: Системы вентиляции, их виды и пожарная опасность.
Технологические процессы производств сопровождаются выделением в воздух водяных паров, избыточной теплоты, токсичных и горючих паров, газов, аэрозолей и пылей.
Задачей вентиляции является удаление избытка теплоты, влаги, вредных и других веществ в целях обеспечения допустимых параметров воздуха (температуры, влажности, чистоты и подвижности), а также поддержание в помещении предельно допустимых концентраций горючих газов, паров и пылей.
Совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи или удаления воздуха составляет систему вентиляции. По назначению системы вентиляции делятся на приточные и вытяжные (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Схема приточной системы вентиляции:
1 – приточная камера; 2 – вентилятор; 3 – воздуховод; 4 – дроссель-клапан; 5 — воздухораспределитель
Рис. 2. Схема вытяжной системы вентиляции:
1 – устройство для забора загрязненного воздуха; 2 – вентилятор; 3 – вытяжная шахта (труба) с зонтом; 4 – обеспыливающее оборудование
Приточные обеспечивают подачу воздуха в помещения, а вытяжные — удаление загрязненного воздуха из помещений. Если воздух подается в помещение или его рабочую зону при наличии рассредоточенных источников выделения вредных веществ, то вентиляция называется общеобменной. Общеобменную вентиляцию предусматривают в тех случаях, когда какие-либо взрывоопасные и вредные вещества распространяются по всему помещению или нет возможности уловить их в местах выделения. Местную вытяжную вентиляцию устраивают, когда нужно и возможно удалить вредные выбросы непосредственно от того места, где они образуются.
В помещениях различного назначения может применяться местная приточная вентиляция, если свежий воздух требуется лишь в определенных местах и нет необходимости поддерживать заданные параметры воздуха во всем помещении. На практике, исходя из экономических, санитарно-гигиенических и других соображений, чаще предусматривают смешанную (местную и общеобменную) вентиляцию.
По способу побуждения движения воздуха системы вентиляции подразделяются на системы с искусственным (механическим) и естественным побуждением. Движение воздуха в системах с искусственным побуждением обеспечивается при помощи вентиляторов или эжекторов (рис. 3).
Рис. 3. Схема систем вентиляции для многоэтажных зданий
1 – помещение для вентиляционного оборудования; 2 – коллектор с ненор-мируемым пределом огнестойкости; 3 – транзитный участок воздуховода с нормируемым пределом огнестойкости; 4 – воздуховод в обслуживаемом помещении; 5 – коллектор с пределом огнестойкости EI 30; 6 – стена или перегородка с нормируемым пределом огнестойкости REI 45 и более; 7 – стена или перегородка с нормируемым пределом огнестойкости менее REI 45
При естественном побуждении вентиляция происходит под действием гравитационного или ветрового давления. При этом удаление воздуха может осуществляться по воздуховодам (каналам) или через проемы в наружных ограждениях.
Регулируемая организованная вентиляция, работающая под действием гравитационных сил или ветра через специально устраиваемые проемы, называется аэрацией. Она применяется в промышленных зданиях со значительными избытками теплоты.
В производственных помещениях устраивают обычно как искусственную, так и естественную вентиляцию, возможна также комбинация указанных видов.
В этом случае, когда невозможно обеспечить санитарно-гигиенические требования к воздушной среде системами вентиляции, применяют системы кондиционирования воздуха. Для поддержания заданных температурно-влажностных условий в помещении необходимо подавать в него приточный воздух с определенными параметрами. Параметры наружного воздуха в разные периоды года существенно отличаются, по этому, прежде чем подать наружный воздух в помещение, его обрабатывают: очищают от пыли, нагревают или охлаждают, осушают или увлажняют, ароматизируют и др. Процесс создания и автоматического поддержания определенных параметров воздушной среды (температуры, влажности, чистоты и скорости воздуха) называют кондиционированием воздуха. Кондиционирование воздуха, осуществляемое для создания и поддержания, допускаемых или оптимальных условий воздушной среды, носит название комфортного, а искусственных климатических условий в соответствии с технологическими требованиями — технологического.
В помещениях категорий А и Б, в которых возможно внезапное выделение при аварии технологического оборудования горючих паров или газов в количествах, достаточных для образования взрывоопасных концентраций, предусматривается устройство аварийной вентиляции.
Аварийная вентиляция может обеспечиваться как обычными системами вытяжной вентиляции, так и специальными системами вентиляции, которые используются только при аварии. Пуск аварийных систем вентиляции осуществляется автоматически и вручную.
В производственных и складских помещениях категории В, связанных с хранением или переработкой горючих веществ и материалов, в общественных и административно-бытовых зданиях с целью обеспечения безопасной эвакуации людей и создания условий для успешного тушения пожара предусматриваются системы противодымной приточной и вытяжной вентиляции.
Приточные системы противодымной защиты подают воздух в лестничные клетки, лифтовые шахты и холлы, создавая избыточное давление воздуха на путях эвакуации и исключая возможность их задымления. Вытяжные системы удаляют дымовые газы из помещения, в котором произошел пожар, обеспечивая незадымляемость соседних помещений и путей эвакуации.
Подавая в помещения категорий А и Б наружный воздух и удаляя из них горючие газы, пары или пыли, системы вентиляции обеспечивают под-держание в помещениях предельно допустимых взрывоопасных концентраций. Если при проектировании, монтаже или эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования не предусмотрены технические и организационные решения, обеспечивающие их взрывопожаробезопасность, то в помещениях категорий А и Б может образоваться взрывоопасная смесь, а элементы систем могут служить источником ее зажигания. Образование горючей среды в помещениях происходит в том случае, когда расход приточного воздуха для воздухообмена помещений категорий А и Б принят меньше, чем требуется для обеспечения норм взрывопожарной безопасности или когда принятие системы вытяжной вентиляции не обеспечивают удаление расчетного расхода воздуха из помещений. Горючие пары, газы или пыли могут также скапливаться в отдельных зонах помещения, если воздуховытяжные отверстия систем общеобменной и местной вентиляции размещены без учета плотности удаляемых взрывоопасных смесей. Образование взрывоопасных концентраций в помещениях категорий А и Б возможно также при аварии технологического оборудования, если не предусмотрены или не обеспечивают необходимого расхода воздуха аварийные системы вентиляции.
Горючие пары, газы и пыли из помещений категорий А или Б по воздуховодам приточных систем при остановке вентиляторов могут распространятся в помещения приточных венткамер, что может привести к образованию горючих смесей и их воспламенению, так как приточные вентиляторы бывают невзрывозащищенного исполнения.
Пожарная опасность местных систем вентиляции обусловлена также тем, что в воздуховодах вытяжных систем от окрасочных камер, закалочных ванн и другого технологического оборудования могут быть горючие отложения в виде красок, масел, пылей, волокон, аэрозолей и т. п., которые способствуют быстрому распространению огня при пожаре, а отдельные виды отложений склонны к самовозгоранию. Источниками зажигания горючей среды, как в помещениях, так и вентиляционном оборудовании являются искры механического, электрического и электростатического происхождения, нагретые поверхности вентиляционного оборудования и самовозгорания горючих отложений в воздуховодах. Искры механического происхождения образуют при нарушении правил эксплуатации вентиляторов, фильтров и клапанов, а также при попадании в систему вентиляции посторонних предметов. При несоблюдении правил устройства электроустановок возможно образование искр электрического происхождения от электродвигателей для привода вентиляторов и фильтров, а также от пусковых устройств. Искры электростатического происхождения образуются при перемещении по воздуховодам электризующих пылей и аэрозолей и отсутствии заземления вентиляционного оборудования. Пожарная опасность систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления заключается также в возможности развития пожара по воздуховодам из помещения, где он возник, в другие помещения. Огонь и продукты горения могут распространяться в пределах одного этажа и переходить на другие здания, этажи. Быстрому распространению пожара способствует использование воздуховодов из горючих и трудногорючих материалов, а также работа систем вентиляции при пожаре. Развитие пожара возможно также через неплотности в местах пересечения воздуховодами и коллекторами противопожарных преград. Для обеспечения взрывопожаробезопасности систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления необходимо предусматривать технические и организационные решения, предотвращающие возможность возникновения и распространения пожара.
Вывод по вопросу:
В вопросе рассмотрено, что такое системы вентиляции, их назначение и виды. А так же пожароопасность вентиляционных систем.
Вопрос 2: Профилактические мероприятия в системах вентиляции.
Пожаровзрывоопасность систем вентиляции обуславливается возможностью образования горючих паро-, газо-, пыле воздушных смесей в воздуховодах и очистных устройствах или образованием в них горючих отложений, в том числе и склонных к самовозгоранию.
Одним из решений, исключающим возникновение горючей среды, является использование негорючих материалов для изготовления воздуховодов и фильтров, а также несгораемой теплоизоляции для кондиционеров, воздуховодов, коллекторов и другого оборудования.
Системы вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления следует предусматривать отдельными для групп помещений различной пожарной опасности.
Так, не допускается объединение систем вентиляции жилых помещений с системами вентиляции общественных, административно-бытовых и производственных категории Д (в любых сочетаниях). Самостоятельными должны быть системы вентиляции помещений:
— категорий А или Б;
— категорий В1– В4, Г, Д или складов категории В4;
— складов и кладовых одной из категорий А, Б, В1, В2 или В3.
Не допускается объединять системы, в частности местные отсосы от оборудования, для удаления ГГ, паров ЛВЖ и ПК и окислителей если указанные вещества не допускается совмещать друг с другом с учетом показателей их пожарной опасности и химической активности.
Для защиты от образования горючей среды в системах вентиляции следует применять пылеуловители и фильтры:
а) при сухой очистке – во взрывозащищенном исполнении, как правило, с устройствами для непрерывного удаления уловленной пыли;
б) при мокрой очистке (в том числе пенной) – как правило, во взрывозащищенном исполнении.
Классификация пыли и обеспыливающего оборудования.
Пылеулавливающее оборудование подразделяется на воздушные фильтры, применяемые для очистки от пыли наружного и рециркуляционного воздуха, подаваемого в помещения системами приточной вентиляции и кондиционирования воздуха, и пылеуловители, применяемые для улавливания пыли из воздушных выбросов вытяжных вентиляционных систем. Существуют пылеуловители, в которых отделение пыли происходит главным образом в результате фильтрации воздуха через рукава из пористой ткани. Эти пылеуловители называют рукавными фильтрами. Оборудование в зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока подразделяется на оборудование для улавливания пыли сухим и мокрым способом. При сухом способе отделенные от воздуха частицы пыли осаждаются на сухую поверхность. При мокром способе отделение частиц пыли от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей.
Воздушные фильтры характеризуются меньшим сопротивлением и объемом по сравнению с пылеуловителями.
Пожарная опасность воздушных фильтров, предназначенных для очистки наружного и рециркуляционного воздуха, характеризуется применением сгораемых фильтрующих материалов и горючих замасливателей, а также наличием источников зажигания. В качестве источников зажигания фильтрующих материалов и замасливателей могут служить нагреватели, используемые для подогрева масла в зимний период, теплота, образующаяся при трении вращающихся частей фильтров и др.
Область применения
Процесс очистки запыленных воздушных выбросов в пылеуловителях и фильтрах представляет большую опасность, которая характеризуется наличием горючих материалов, источников зажигания и быстрым распространением пожара по вентиляционному оборудованию. При очистке удаляемого воздуха возможно отложение в воздуховодах пыли, волокон, отходов и других материалов. Несвоевременное их удаление может привести к пожару или взрыву.
Основными направлениями защиты от пожаров и взрывов обеспыливающего оборудования, предназначенного для улавливания горючей или взрывоопасной пыли, являются снижение количества пыли в пылеуловителях и фильтрах, предотвращение воспламенения пыли и ограничение распространения огня и продуктов сгорания по вентиляционному оборудованию. При эксплуатации пылеуловителей и фильтров необходимо своевременно удалять уловленную пыль. Удаление пыли может осуществляться как механизированным, так и ручным способом.
Предотвращение воспламенения горючих и взрывоопасных пылей в обеспыливающем оборудовании достигается применением мокрого способа очистки воздуха, использованием искробезопасного вентиляционного оборудования, очисткой пылевоздушного потока от предметов, вызывающих искры при ударе, отводом электростатических зарядов, исключением условий, вызывающих самовозгорание осевшей пыли, регламентацией размещения пылеуловителей и фильтров. При очистке воздуха от горючей и взрывоопасной пыли следует отдавать предпочтение мокрым пылеуловителям, если использование воды или пены не противоречит требованиям технологического процесса производства. При улавливании горючих материалов пылеосадочными камерами необходимо предусматривать в них установки для увлажнения осевшей пыли, волокон и отходов. При очистке воздуха от взрывоопасной пыли обеспыливающее и другое вентиляционное оборудование должно применяться во взрывобезопасном исполнении. Для предотвращения попадания в вентиляторы, фильтры и пылеуловители твердых предметов создают местное расширение воздуховода, скорость движения воздуха на этом участке падает, и тяжелые частицы осаждаются. Для задержания металлических частиц устанавливаются магнитные улавливатели. Для предотвращения накопления зарядов вентиляционное оборудование вытяжных систем (пылеуловители, фильтры, вентиляторы, металлические воздуховоды) должно заземляться.
Сухие пылеуловители и фильтры для улавливания взрывоопасной и горючей пыли необходимо размещать вне пределов зданий открыто или в отдельных сооружениях (зданиях). Расстояние от производственных зданий до обеспыливающего оборудования для улавливания взрывоопасной пыли должно быть не менее 10 м. При размещении снаружи зданий сухих пылеуловителей и фильтров для улавливания горючих (невзрывоопасных) пылей, волокон и отходов они могут устанавливаться непосредственно у наружных стен обслуживаемых зданий 1 и 2 степеней огнестойкости. В этом случае по всей высоте зданий на расстоянии не менее 2 м по горизонтали от габарита обеспыливающего оборудования не должно быть проемов. Если в проемах имеются окна, то они должны быть неоткрывающимися с двойными рамами в металлических переплетах с остеклением из армированного стекла или заполнением из стеклоблоков. При невозможности выполнения указанных требований, а также в случаях размещения пылеуловителей и фильтров снаружи зданий 3, 4, и 5 степеней огнестойкости следует размещать на расстоянии не менее 10 м от стен. При удалении системами местных отсосов горючих газов, паров, взрывоопасных пылей и аэрозолей концентрация их в воздуховодах не должна превышать 50 % нижнего концентрационного предела распространения пламени.
При удалении пожароопасных пылей, волокон, отходов и других материалов скорость движения пылевоздушной смеси должна исключать оседание перемещаемых веществ на стенках воздуховодов. Воздуховоды должны быть гладкими и прокладываться без резких поворотов.
Важным мероприятием по ограничению распространения горючей среды в воздуховодах, фильтрах и пылеулавителях является их своевременная чистка от горючих отложений и удаление из них пыли. Чистка воздуховодов и оборудования должна осуществляться согласно годовому графику, который утверждается главным инженером предприятия. Для очистки отложений у тройников, на поворотах, а также на прямолинейных горизонтальных участках воздуховодов на расстоянии 10-15 м друг от друга должны устанавливаться герметичные лючки, которые позволяют производить периодический осмотр воздуховодов и подачу из шлангов воды или пара для их промывки или пропарки.
В зависимости от степени загрязнения воздуховодов и физико-химических свойств отложений чистка может производиться механическими инструментами и приспособлениями (скребками, ершами, щетками и т. п.), химическим раствором, горячей водой, пропариванием и продувкой сжатым воздухом. Допускается чистка с полной разборкой воздуховодов и выжиганием отложений в специально оборудованных местах с соблюдением требований пожарной безопасности.
Предотвращение образования источников зажигания в системах вентиляции.
Источниками зажигания горючей среды в производственных зданиях и среды, перемещаемой по воздуховодам или улавливаемой пылеуловителями и фильтрами вентиляционных систем, могут служить:
— фрикционные и электрические искры;
— самовозгорание веществ в воздуховодах и обеспыливающем оборудовании.
Вентиляторы и запорно-регулирующая арматура является одним из самых опасных видов вентиляционного оборудования с точки зрения возможности возникновения фрикционных искр, способных воспламенить горючую смесь.
Искры, возникающие в результате трения и удара (механические искры), представляют собой горящие частицы, отрываемые при механических воздействиях на твердые материалы. При этом искры от удара более опасны, чем искры от трения. Опасность механических искр определяется природой трущихся или соударяемых материалов. Наиболее опасны углеродсодержащие материалы и их сплавы (сталь, чугун и др.).
Искры, образуемые при разрядах статического электричества, также могут быть источником зажигания. Накопление электрических зарядов происходит при трении материалов, удельная электрическая проводимость которых превышает 104 Ом/м.
Для защиты от статической электризации предусмотрены меры по предотвращению образования зарядов:
— ограничение скоростей перемещения горючих веществ по воздуховодам;
— очистка газовых потоков от твердых частиц;
— заземление вентиляционного оборудования, металлических воздуховодов систем вентиляции и систем местных отсосов, удаляющих взрывоопасные смеси;
— нейтрализация взрывоопасной смеси (увлажнение среды, ионизация воздуха).
Одним из решений по предотвращению образования источников зажигания горючей среды в производственных помещениях и среды, перемещаемой по воздуховодам систем вытяжной вентиляции, является использование вентиляционного оборудования во взрывозащищенном исполнении в помещениях категорий А и Б.
Запрещается применение ременных передач для вентиляторов и электродвигателей, размещаемых во взрывоопасных помещениях.
Предотвращение самовозгорания горючих отложений в вентиляционных системах достигается применением фильтров для улавливания пылей и аэрозолей, что исключает отложение горючих материалов в воздуховодах, а также своевременной чисткой воздуховодов и обеспыливающего оборудования в установленные сроки.
Для исключения попадания в системы вентиляции следует обеспечить безопасное расстояние от источников зажигания (искры, нагретые поверхности, газы с высокой температурой и др.) до источников выброса систем местных отсосов из помещений категорий А и Б.
Предотвращение распространения пожара по вентиляционным системам
Участок воздуховода, к которому присоединяются сборные воздуховоды с двух или большего числа этажей, называется коллектором.
Воздуховоды, прокладываемые за пределами обслуживаемых ими помещений, считаются транзитными. При пожаре в одном из помещений возможно распространение по воздуховодам огня и продуктов горения по всему зданию. Распространение пожара по воздуховодам и каналам систем вентиляции можно ограничить путем:
— применения самостоятельных (отдельных) приточно-вытяжных систем вентиляции для помещений каждого противопожарного отсека здания, а также отдельных систем местных отсосов для каждой единицы технологического оборудования;
— ограничения числа помещений различных категорий по пожарной и взрывопожарной опасности, обслуживаемых одной системой вентиляции;
— использования воздуховодов, каналов и коллекторов с нормируемым пределом огнестойкости;
— выбора схемы объединения воздуховодами и коллекторами помещений здания с установкой в воздуховодах огнезадерживающих или обратных клапанов, а также воздушных затворов.
Самостоятельные (отдельные) системы приточной и вытяжной вентиляции предусматривают для следующих групп помещений в пределах одного пожарного отсека:
— производственных одной из категорий А или Б, а также складов или кладовых одной из категорий А, Б или В, размещенных не более чем на трех этажах;
— производственных одной из категорий В, Г или Д;
— производственных категорий Г или Д и складов категории Д;
— общественных, административно-бытовых и производственных категории Д (в любых сочетаниях);
Отдельные местные отсосы предусматривают для веществ, соединение которых может образовывать взрывоопасную смесь или создать более опасные вещества. Системы общеобменной вытяжной вентиляции, удаляющие воздух из взрывоопасных зон помещений категорий В, Г, Д, не должны объединяться с другими системами этих помещений. Отдельные системы вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления следует использовать для конференц-залов, помещений общественного питания, киноаппаратных и аккумуляторных, размещаемых в общественных зданиях.
Вывод по вопросу:
Правильная защита систем вентиляции ограничивает распространение возникших пожаров и обеспечивает дымоудаление, а так же необходимый подпор воздуха в незадымляемых зонах. Все эти мероприятия относятся к противопожарной защите зданий и сооружений.
Вывод по занятию:
Таким образом, пожаробезопасная организация систем вентиляции здания и сооружения является не только составляющей частью системы предотвращения пожара, но и надежной системой противопожарной защиты здания.
