Расчет проветривания камер-убежищ

Расчет проветривания подземных камер-убежищ мало отличается от расчета проветривания изолированных пожарных участков.

Если обозначить

с — концентрацию углекислого газа в момент времени t, мм'3/м3; t — время, час; q — выделение углекислого газа в камере-убежище, м3/час; Q — объем вентиляции (или подачи регенерированного воздуха), м3/чac; V — объем камеры-убежища, м3,

то изменение концентрации во времени выразится дифференциальным уравнением:

                    (1)

Разделяя переменные и интегрируя в пределах от 0 до с и от 0 до t, получим:

            (2)

В условиях обычной камеры-убежища с регенерацией воздуха отношение приходится подбирать достаточно большим, чтобы поддерживать   удовлетворительную чистоту воздуха. Поэтому выражение e ^{- Qt/V} быстро приближается к нулю, а выражение в скобках — к единице. Тогда установившийся процесс будет характеризоваться концентрацией весьма близкой к определяемой уравнением:

                  (3)

Отсюда потребная для установившегося режима при концентрации с вентиляция

               (4)

Нарастание концентрации углекислого газа в пределах 2—3% с точки зрения санитарно-гигиенической является более вредным, чем падение концентрации кислорода на такую же величину. Поэтому расчет проветривания (регенерации) обычно ведут по СО2.

При необходимости произвести расчет проветривания по кислороду можно воспользоваться формулой:

               (5)

где q₁ — потребление кислорода в камере-убежише, м3/час; с₁ — допустимая предельная концентрация кислорода, м3/м3.

Если рассчитывать проветривание камеры-убежища по степени необходимого подсушивания воздуха в регенеративной установке, то можно также исходить из сделанных выше допущений о быстроте стабилизации процесса, имея в виду сравнительно небольшой удельный (т. е. на одного человека) объем убежища.

Обозначив через

Q_в — требуемый объем полностью осушенного воздуха, м3/час; q_в — выделение влаги людьми, находящимися в убежище, г/час; С_т — полное насыщение воздуха парами воды при температуре внутри убежища, г/м3; φ — требуемая для нормальных тепловых условий относительная влажность в долях единицы, получим:

             (6)

Элементарные расчеты показывают, что наибольшие объемы воздуха при регенерации нужны при расчете по подсушиванию.

При расчетах следует иметь в виду нормативы, используемые при проектировании гражданских газоубежищ:

Допустимое  содержание  углекислого  газа в воздухе  убежища— 1%, при кратковременном пребывании — до 2,5%. Допустимое падение содержания кислорода—до 17%. Количество углекислого газа, выдыхаемое человеком, длительное время укрывающимся в убежище, — 0,023 м3/час.

Количество кислорода, поглощаемое человеком в тех же условиях. — 0,025 м3/час.

Количество воды, выделяемое человеком в убежище,— 75 г/час.

Эффективная температура, соответствующая наилучшему теплоощущению для нормально одетого человека, — 17,8° (эффективной называется температура воздуха при 100-процентной влажности, дающая такое же теплоощущение, как и определенные комбинации более высоких температур и меньшей влажности).

Эффективная температура верхней границы — 21°. Соответствующая эффективной температуре верхней границы максимальная температура сухого воздуха (по сухому термометру) — 31°.

Количество тепла, выделяемое человеком в убежище, — 75 ккал/час.

Минимальное воздухоснабжение здорового человека — 1 м3/час; для больного человека — 2 м3/час.

Формулы (4) и (5) могут быть использованы для расчета проветривания как при регенерации, так и при подаче сжатого воздуха. Что же касается расчета по влажности, то следует учитывать влажность подаваемого сжатого воздуха. Тогда формула (6) примет вид:

                    (7)

где φ_т — требуемая относительная влажность воздуха в убежище в долях единицы;  φд — действительная влажность подаваемого сжатого воздуха.

Преимуществом снабжения убежищ сжатым воздухом является возможность создать внутри камеры подпор, облегчающий герметизацию убежища. Недостаток этого способа заключается в том, что при аварии воздухопровод может оказаться разрушенным или вентили в лавах оставлены открытыми, что снизит подачу воздуха. При снабжении убежища сжатым воздухом на выпускном вентиле необходимо предусматривать фильтр для очистки сжатоговоздуха от паров масла из компрессора.