Що таке паливо?

Це один компонент або суміш речовин, які здатні до хімічних перетворень, пов'язаних із виділенням тепла. Різні видипалива відрізняються кількісним вмістом у яких окислювача, який застосовується виділення теплової енергії.

У широкому значенніпаливо є енергоносієм, тобто потенційним видом потенційної енергії.

Класифікація

В даний час види палива поділяють за агрегатним станом на рідкий, твердий, газоподібний.

До твердого природного вигляду відносять кам'яний та дрова, антрацит. Брикети, кокс, термоантрацит – це різновиди штучного твердого палива.

До рідин зараховуються речовини, які мають у складі речовини органічного походження. Основними їх компонентами є: кисень, вуглець, азот, водень, сірка. Штучним рідким паливом будуть різноманітні смоли, мазут.

Газоподібне паливо є сумішшю різноманітних газів: етилену, метану, пропану, бутану. Крім них у складі є вуглекислий і чадний гази, сірководень, азот, водяна пара, кисень.

Показники палива

Основний показник згоряння. Формула визначення теплотворної здатності у термохімії. виділяють «умовного палива», що має на увазі теплоту згоряння 1 кілограма антрациту.

Побутове пічне паливопризначається для спалювання в опалювальних пристроях незначної потужності, що знаходяться в житлових приміщеннях, теплогенераторах, що застосовуються в сільському господарствідля сушіння кормів, консервування.

Питома теплотазгоряння палива - це така величина, що демонструє кількість теплоти, що утворюється при повному згорянні палива об'ємом 1 м 3 або вагою один кілограм.

Для вимірювання цієї величини використовують Дж/кг, Дж/м 3 калорія/м 3 . Щоб визначити теплоту згоряння, використовують метод калориметрії.

При збільшенні питомої теплоти згоряння палива знижується питома витратапалива, а коефіцієнт корисної діїзалишається постійною величиною.

Теплота згоряння речовин є кількістю енергії, що виділяється при окисненні твердої, рідкої, газоподібної речовини.

Вона визначається хімічним складом, а також агрегатним станомзгоряної речовини.

Особливості продуктів згоряння

Вища та нижча теплота згоряння пов'язана з агрегатним станом води в одержуваних після згоряння палива речовинах.

Найвища теплота згоряння це кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні речовини. У цю величину включають теплоту конденсації водяної пари.

Нижча робоча теплота згоряння є величиною, що відповідає виділенню тепла при згорянні без урахування теплоти конденсації водяної пари.

Прихованою теплотою конденсації вважають величину енергії конденсації водяної пари.

Математичний взаємозв'язок

Найвища та нижча теплота згоряння пов'язані наступним співвідношенням:

Q B = Q H + k (W + 9H)

де W - кількість по масі (в %) води в горючій речовині;

H-кількість водню (% за масою) у горючій речовині;

k - коефіцієнт, що становить величину 6 ккал/кг

Способи проведення обчислень

Вища та нижча теплота згоряння визначається двома основними методами: розрахунковим та експериментальним.

Для проведення експериментальних обчислень застосовують калориметри. Спочатку спалюють у ньому навішення палива. Теплота, яка при цьому виділятиметься, повністю поглинається водою. Маючи уявлення про масу води, можна визначити зміни її температури, величину її теплоти згоряння.

Дана методика вважається простою та ефективною, вона передбачає лише володіння інформацією про дані технічного аналізу.

У розрахунковій методиці вища та нижча теплота згоряння обчислюється за формулою Менделєєва.

Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 W p (кДж/кг)

Воно враховує вміст вуглецю, кисню, водню, водяної пари, сірки у робочому складі (у відсотках). Кількість теплоти під час згоряння визначається з урахуванням умовного палива.

Теплота згоряння газу дозволяє проводити попередні розрахунки, виявляти ефективність застосування певного виду палива.

Особливості походження

Щоб зрозуміти, скільки теплоти виділяється при згорянні певного палива, необхідно мати уявлення про його походження.

У природі є різні варіанти твердого палива, які відрізняються між собою складом та властивостями.

Його освіта здійснюється за кілька стадій. Спочатку утворюється торф, потім виходить буре і кам'яне вугілля, потім формується антрацит. Як основні джерела освіти твердого палива виступають листя, деревина, хвоя. Відмираючи, частини рослин під впливом повітря, руйнуються грибками, утворюють торф. Його скупчення перетворюється на буру масу, потім виходить бурий газ.

При високому тискуі температурі, бурий газ перетворюється на кам'яне вугілля, потім паливо накопичується як антрациту.

Крім органічної маси, у паливі є додатковий баласт. Органічною вважають ту частину, що утворилася з органічних речовин: водню, вуглецю, азоту, кисню. Крім цих хімічних елементів, у його складі є баласти: волога, зола.

Топкова техніка передбачає виділення робочої, сухої, а також паливної маси палива, що спалюється. Робочою масою називають паливо у вихідному вигляді, що надходить до споживача. Суха маса – це склад, у якому відсутня вода.

склад

Найціннішими компонентами вважаються вуглець та водень.

Ці елементи містяться у будь-якому виді палива. У торфі та деревині відсотковий вміст вуглецю досягає 58 відсотків, у кам'яному та бурому вугіллі – 80%, а в антрациті воно досягає 95 відсотків за масою. Залежно від цього показника змінюється кількість теплоти, що виділяється під час згоряння палива. Водень це другий за важливістю елемент будь-якого палива. Зв'язуючись із киснем, він утворює вологу, яка суттєво знижує теплову цінність будь-якого палива.

Його відсотковий вміст коливається від 3,8 у горючих сланцях до 11 у мазуті. Як баласт виступає кисень, що входить до складу палива.

Він не є теплотворчим хімічним елементомтому негативно відбивається на величині теплоти його згоряння. Згоряння азоту, що міститься у вільному чи пов'язаному вигляді у продуктах згоряння, вважається шкідливими домішками, тому його кількість чітко лімітується.

Сірка входить до складу палива у вигляді сульфатів, сульфідів, а також як сірчистих газів. При гідратації оксиди сірки утворюють сірчану кислоту, яка руйнує котельне обладнання, що негативно впливає на рослинність та живі організми.

Саме тому сірка є тим хімічним елементом, присутність якого у природному паливі є вкрай небажаною. При попаданні всередину робочого приміщення сірчисті з'єднання викликають суттєві отруєння обслуговуючого персоналу.

Виділяють три види золи залежно від її походження:

• первинну;
• вторинну;
• третинну.

Первинний вид формується з мінеральних речовин, що містяться у рослинах. Вторинна зола утворюється як результат попадання під час пластоутворення рослинних залишків піском та землею.

Третинна зола виявляється у складі палива у процесі видобутку, зберігання, і навіть його транспортування. При суттєвому відкладенні золи відбувається зменшення теплопередачі поверхні нагрівання котельного агрегату, знижує величину теплопередачі до води від газів. Величезна кількість золи негативно впливає на процес експлуатації котла.

На закінчення

Істотний вплив на процес горіння будь-якого виду палива надають леткі речовини. Чим більший їхній вихід, тим більшим буде обсяг фронту полум'я. Наприклад, кам'яне вугілля, торф, легко спалахують, процес супроводжується незначними втратами тепла. Кокс, який залишається після видалення летких домішок, у своєму складі має лише мінеральні та вуглецеві сполуки. Залежно від особливостей палива величина кількості теплоти істотно змінюється.

Залежно від хімічного складу виділяють три стадії формування твердого палива: торф'яну, буровугільну, кам'яновугільну.

Натуральну деревину застосовують у невеликих котельних установках. В основному використовують тріску, тирсу, горбилі, кору, самі дрова застосовують у незначних кількостях. Залежно від породи деревини величина теплоти, що виділяється, істотно змінюється.

У міру зниження теплоти згоряння дрова набувають певних переваг: швидку займистість, мінімальну зольність, відсутність слідів сірки.

Достовірна інформація про склад природного або синтетичного палива, його теплотворну здатність, є відмінним способомпроведення термохімічних обчислень

В даний час з'являється реальна можливість виявлення основних варіантів твердого, газоподібного, рідкого палива, які стануть найефективнішими і недорогими у використанні в певній ситуації.

Види теплоти згоряння

Теплота згоряння може бути віднесена до робочої маси пального речовини, тобто до горючої речовини у тому вигляді, в якому вона надходить до споживача; до сухої маси речовини; до паливної маси речовини, тобто до горючої речовини, що не містить вологи та золи.

Розрізняють найвищу () та нижчу () теплоту згоряння.

Під найвищою теплотою згоряннярозуміють кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні речовини, включаючи теплоту конденсації водяної пари при охолодженні продуктів згоряння.

Нижча теплотазгоряннявідповідає тій кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні, без урахування теплоти конденсації водяної пари. Теплоту конденсації водяної пари також називають прихованою теплотою згоряння.

Найнижча та вища теплота згоряння пов'язані співвідношенням: ,

де k - коефіцієнт, що дорівнює 25 кДж/кг (6 ккал/кг); W - кількість води в пальній речовині, % (за масою); Н - кількість водню в пальній речовині, % (за масою).

Розрахунок теплоти згоряння

Таким чином, найвища теплота згоряння - це кількість теплоти, що виділилася при повному згорянні одиниці маси або об'єму (для газу) паливної речовини та охолодженні продуктів згоряння до температури точки роси. У теплотехнічних розрахунках найвища теплота згоряння приймається як 100%. Прихована теплота згоряння газу - це теплота, що виділяється при конденсації водяної пари, що містяться в продуктах згоряння. Теоретично вона може досягати 11%.

На практиці, не вдається охолодити продукти згоряння до повної конденсації і тому введено поняття нижчої теплоти згоряння (QHp), яку отримують, віднімаючи з вищої теплоти згоряння теплоту пароутворення водяної пари, що містяться в речовині, так і утворилися при його спалюванні. На пароутворення 1 кг водяної пари витрачається 2514 кДж/кг (600 ккал/кг). Найнижча теплота згоряння визначається за формулами (кДж/кг або ккал/кг):

(Для твердої речовини)

(для рідкої речовини), де:

2514 - теплота пароутворення при температурі 0 °C та атмосферному тиску, кДж/кг;

І - вміст водню та водяної пари в робочому паливі, %;

9 - коефіцієнт, що показує, що при згорянні 1 кг водню у поєднанні з киснем утворюється 9 кг води.

Теплота згоряння є найважливішою характеристикою палива, оскільки визначає кількість тепла, одержуваного при спалюванні 1 кг твердого чи рідкого палива чи 1 м³ газоподібного палива кДж/кг (ккал/кг). 1 ккал = 4,1868 чи 4,19 кДж.

Нижча теплота згоряння визначається експериментально кожної речовини і є довідковою величиною. Також її можна визначити для твердих і рідких матеріалів, за відомого елементарного складу, розрахунковим способом відповідно до формули Д. І. Менделєєва, кДж/кг або ккал/кг:

Вміст у робочій масі палива вуглецю, водню, кисню, летючої сірки та вологи у % (за масою).

Для порівняльних розрахунків використовується так зване Паливо умовне, що має питому теплоту згоряння, що дорівнює 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг).

У Росії теплові розрахунки(наприклад, розрахунок теплового навантаження для визначення категорії приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою) зазвичай ведуть за нижчою теплотою згоряння, у США, Великобританії, Франції - за вищою. У Великій Британії та США до впровадження метричної системи заходів питома теплота згоряння вимірювалася у британських теплових одиницях (BTU) на фунт (lb) (1Btu/lb = 2,326 кДж/кг).

Найвищі значення теплоти згоряння природних газів із різних джерел

Ці дані були отримані від Міжнародного енергетичного агентства.

• Алжир: 42 000 кДж/м³
• Бангладеш : 36 000 кДж/м³
• Канада : 38 200 кДж/м³
• Індонезія: 40 600 кДж/м³
• Нідерланди: 33 320 кДж/м³
• Норвегія: 39 877 кДж/м³
• Росія : 38 231 кДж/м³
• Саудівська Аравія: 38 000 кДж/м³
• Великобританія: 39 710 кДж/м³
• Сполучені Штати : 38 416 кДж/м³
• Узбекистан : 37 889 кДж/м³
• Білорусь: 33 000 кДж/м³

Необхідна кількість палива для роботи лампочки потужністю 100 Вт протягом року (876 кВт·год)

(Кількість палива, вказана нижче, розрахована при 100% ефективності перетворення теплової енергії в електричну. Так як більшість електрогенеруючих установок і розподільчих систем досягають ефективності (ККД) близько 30% - 35%, фактична кількість палива, що використовується для живлення лампочки потужністю 100 Вт, буде приблизно втричі більше від зазначеної кількості).

• 260 кг деревини (при 20% вологості)
• 120 кг вугілля (антрацит малозольний)
• 73,34 кг гасу
• 78,8 м³ природного газу (використовуючи усереднену величину 40000 кДж/м³)
• 17,5 мкг антиречовини

Примітки

Література

• Фізичний енциклопедичний словник
• Велика Радянська енциклопедія
• Допомога до НВБ 105-03

також

Wikimedia Foundation. 2010 .

У таблицях представлена ​​масова питома теплота згоряння палива (рідкого, твердого та газоподібного) та деяких інших горючих матеріалів. Розглянуто таке паливо, як: вугілля, дрова, кокс, торф, гас, нафту, спирт, бензин, природний газі т.д.

Перелік таблиць:

При екзотермічній реакції окиснення палива його хімічна енергія переходить у теплову з виділенням певної кількості теплоти. Теплову енергію, що утворюється, прийнято називати теплотою згоряння палива. Вона залежить від його хімічного складу, вологості та є основним. Теплота згоряння палива, віднесена на 1 кг маси або 1 м 3 об'єму, утворює масову або об'ємну питому теплоту згоряння.

Питомою теплотою згоряння палива називається кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння одиниці маси чи обсягу твердого, рідкого чи газоподібного палива. У Міжнародній системіодиниць ця величина вимірюється Дж/кг або Дж/м 3 .

Питому теплоту згоряння палива можна визначити експериментально або аналітично обчислити.Експериментальні методи визначення теплотворної здатності засновані на практичному вимірюванні кількості теплоти, що виділилася при горінні палива, наприклад калориметрі з термостатом і бомбою для спалювання. Для палива з відомим хімічним складом питому теплоту згоряння можна визначити за формулою Менделєєва.

Розрізняють найвищу та нижчу питомі теплоти згоряння.Вища теплота згоряння дорівнює максимальній кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні палива, з урахуванням тепла витраченого на випаровування вологи, що міститься в паливі. Нижча теплота згоряння менша від значення вищої на величину теплоти конденсації, який утворюється з вологи палива та водню органічної маси, що перетворюється при горінні у воду.

Для визначення показників якості палива, а також у теплотехнічних розрахунках зазвичай використовують нижчу питому теплоту згоряння, яка є найважливішою тепловою та експлуатаційною характеристикою палива та наведена в таблицях нижче.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

У таблиці представлені значення питомої теплоти згоряння сухого твердого палива розмірності МДж/кг. Паливо у таблиці розташоване за назвою в алфавітному порядку.

Найбільшою теплотворною здатністю з розглянутих твердих видів палива має коксівне вугілля - його питома теплота згоряння дорівнює 36,3 МДж/кг (або одиницях СІ 36,3·10 6 Дж/кг). Крім того, висока теплота згоряння властива кам'яного вугілля, антрациту, деревного вугілляі вугілля бурому.

До палив з низькою енергоефективністю можна віднести деревину, дрова, порох, фрезторф, горючі сланці. Наприклад, питома теплота згоряння дров становить 8,4...12,5, а пороху - лише 3,8 МДж/кг.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

Паливо
Антрацит	26,8…34,8
Гранули (пілети).	18,5
Дрова сухі	8,4…11
Дрова березові сухі	12,5
Кокс газовий	26,9
Кокс доменний	30,4
Напівкокс	27,3
Порох	3,8
Сланець	4,6…9
Сланці горючі	5,9…15
Тверде ракетне паливо	4,2…10,5
Торф	16,3
Торф волокнистий	21,8
Торф фрезерний	8,1…10,5
Торф'яна крихта	10,8
Вугілля буре	13…25
Вугілля буре (брикети)	20,2
Вугілля буре (пил)	25
Вугілля донецьке	19,7…24
Вугілля деревне	31,5…34,4
Вугілля кам'яне	27
Вугілля коксівне	36,3
Вугілля кузнецьке	22,8…25,1
Вугілля челябінське	12,8
Вугілля екібастузьке	16,7
Фрезторф	8,1
Шлак	27,5

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння рідкого палива та деяких інших органічних рідин. Слід зазначити, що високим тепловиділенням при згорянні відрізняються такі палива, як: бензин, дизельне паливота нафту.

Питома теплота згоряння спирту і ацетону значно нижча від традиційних моторних палив. Крім того, відносно низьким значенням теплоти згоряння має рідке ракетне паливо і при повному згорянні 1 кг цих вуглеводнів виділиться кількість теплоти, що дорівнює 9,2 і 13,3 МДж, відповідно.

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Ацетон	31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67)	44,2
Бензин авіаційний Б-70 (ГОСТ 1012-72)	44,1
Бензин АІ-93 (ГОСТ 2084-67)	43,6
Бензол	40,6
Дизельне зимове паливо (ГОСТ 305-73)	43,6
Дизельне паливо літнє (ГОСТ 305-73)	43,4
Рідке ракетне паливо (гас + рідкий кисень)	9,2
Гас авіаційний	42,9
Гас освітлювальний (ГОСТ 4753-68)	43,7
Ксилол	43,2
Мазут високосірчистий	39
Мазут малосірчистий	40,5
Мазут низькосірчистий	41,7
Мазут сірчистий	39,6
Метиловий спирт (метанол)	21,1
н-бутиловий спирт	36,8
Нафта	43,5…46
Нафта метанова	21,5
Толуол	40,9
Уайт-спірит (ГОСТ 313452)	44
Етиленгліколь	13,3
Етиловий спирт (етанол)	30,6

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів

Подано таблицю питомої теплоти згоряння газоподібного палива та деяких інших горючих газів у розмірності МДж/кг. З розглянутих газів найбільшою масовою питомою теплотою згоряння відрізняється. За повного згоряння одного кілограма цього газу виділиться 119,83 МДж тепла. Також висока теплотворна здатність має таке паливо, як природний газ — питома теплота згоряння природного газу дорівнює 41…49 МДж/кг (у чистого 50 МДж/кг).

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів (водень, природний газ, метан)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
1-Бутен	45,3
Аміак	18,6
Ацетилен	48,3
Водень	119,83
Водень, суміш з метаном (50% H 2 і 50% CH 4 масою)	85
Водень, суміш з метаном та оксидом вуглецю (33-33-33% за масою)	60
Водень, суміш з оксидом вуглецю (50% H 2 50% CO 2 масою)	65
Газ доменних печей	3
Газ коксових печей	38,5
Газ зріджений вуглеводневий ЗВГ (пропан-бутан)	43,8
Вибутий	45,6
Метан	50
н-Бутан	45,7
н-Гексан	45,1
н-Пентан	45,4
Попутний газ	40,6…43
Природний газ	41…49
Пропадієн	46,3
Пропан	46,3
Пропілен	45,8
Пропілен, суміш з воднем та окисом вуглецю (90%-9%-1% за масою)	52
Етан	47,5
Етилен	47,2

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння деяких горючих матеріалів ( , деревина, папір, пластик, солома, гума тощо). Слід зазначити матеріали з високим тепловиділенням при згорянні. До таких матеріалів можна віднести: каучук різних типів, пінополістирол (пінопласт), поліпропілен та поліетилен.

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Папір	17,6
Дерматін	21,5
Деревина (бруски вологістю 14%)	13,8
Деревина у штабелях	16,6
Деревина дубова	19,9
Деревина ялина	20,3
Деревина зелена	6,3
Деревина соснова	20,9
Капрон	31,1
Карболітові вироби	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадієнстирольний СКС-30АР	43,9
Каучук натуральний	44,8
Каучук синтетичний	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновий	28
Лінолеум полівінілхлоридний	14,3
Лінолеум полівінілхлоридний двошаровий	17,9
Лінолеум полівінілхлоридний на повстяній основі	16,6
Лінолеум полівінілхлоридний на теплій основі	17,6
Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній основі	20,3
Лінолеум гумовий (релін)	27,2
Парафін твердий	11,2
Пінопласт ПХВ-1	19,5
Пінопласт ФС-7	24,4
Пінопласт ФФ	31,4
Пінополістирол ПСБ-С	41,6
Пінополіуретан	24,3
Плита деревоволокниста	20,9
Полівінілхлорид (ПВХ)	20,7
Полікарбонат	31
Поліпропілен	45,7
Полістирол	39
Поліетилен високого тиску	47
Поліетилен низького тиску	46,7
Гума	33,5
Руберойд	29,5
Сажа канальна	28,3
Сіно	16,7
Соломо	17
Скло органічне (оргскло)	27,7
Текстоліт	20,9
Толь	16
Тротил	15
Бавовна	17,5
Целюлоза	16,4
Вовна та вовняні волокна	23,1

Джерела:

1. ГОСТ 147-2013 Паливо тверде мінеральне. Визначення вищої теплоти згоряння та розрахунок нижчої теплоти згоряння.
2. ГОСТ 21261-91 Нафтопродукти. Метод визначення вищої теплоти згоряння та обчислення нижчої теплоти згоряння.
3. ГОСТ 22667-82 Гази горючі природні. Розрахунковий метод визначення теплоти згоряння, відносної щільності та числа Воббе.
4. ГОСТ 31369-2008 Газ природний. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини та числа Воббе на основі компонентного складу.
5. Земський Г. Т. Вогненебезпечні властивості неорганічних та органічних матеріалів: довідник М.: ВНДІПО, 2016 - 970 с.

Насамперед, визначимося з термінами, оскільки питання поставлене не цілком коректно.

, та списку «тип кабелю – величина в МДж/м 2 » ви не знайдете, його немає і бути не може. Питоме пожежне навантаження розраховується для приміщення, в якому прокладено різні типита кількості кабелю, причому враховується, яку площу вони займають. Саме тому розмірність питомого пожежного навантаження – Джоулі (Мегаджоулі) на квадратний метр.

У розрахунку питомого пожежного навантаження фігурують кількості різних матеріалів, Що створюють це пожежне навантаження – фактично, все те, що може горіти. Ви пишете про вагу одного погонного метра кабелю, але насправді треба враховувати масу горючих складовиху кабелі, а не весь кабель. Саме горюча маса формує пожежне навантаження – переважно це ізоляція кабелів.

До формулювання третього пункту поправок немає, воно коректне.

Всі ці терміни, показники та величини використовуються в «Методі визначення категорій приміщень В1 – В4», як його описують документи МНС «Про затвердження склепіння правил «Визначення категорій приміщень, будівель та зовнішніх установок із вибухопожежної та пожежної небезпеки», обов'язковий Додаток Б. Той ж підхід використовується і в інших нормативні документи, у тому числі у відомчих інструкціях. Далі наводимо витяги з документа, які стосуються вашого питання, та наші коментарі.

За вибухопожежною та пожежною небезпекою приміщення поділяються на категорії А, Б, В1 – В4, Р та Д, а будівлі – на категорії А, Б, В, Р та Д.

[Коментар розділу консультацій]: у вашому питанні йдеться про приміщення, даємо класифікацію для них.

Категорія приміщення	Характеристика речовин та матеріалів, що знаходяться (звертаються) у приміщенні
А підвищена вибухопожежонебезпека	Горючі гази, легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28°C у такій кількості, що можуть утворювати вибухонебезпечні парогазоповітряні суміші, при займанні яких розвивається розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5 кПа, та (або) речовини та матеріали, здатні вибухати та горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним у такій кількості, що розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні перевищує 5 кПа.
Б вибухопожежонебезпека	Горючі пилу або волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху більше 28°C, горючі рідини в такій кількості, що можуть утворювати вибухонебезпечні пилоповітряні або пароповітряні суміші, при запаленні яких розвивається розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5 кПа.
В1 - В4 пожежонебезпека	Горючі та важкогорючі рідини, тверді горючі та важкогорючі речовини та матеріали (у тому числі пилу та волокна), речовини та матеріали, здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним тільки горіти, за умови, що приміщення, в яких вони знаходяться (звертаються), не належать до категорії А чи Б.
Г помірна пожежна небезпека	Негорючі речовини та матеріали у гарячому, розжареному або розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується виділенням променистого тепла, іскор та полум'я, та (або) горючі гази, рідини та тверді речовини, які спалюються або утилізуються як паливо.
Д знижена пожежна небезпека	Негорючі речовини та матеріали у холодному стані.

Віднесення приміщення до категорії В1, В2, В3 або В4 здійснюється залежно від кількості та способу розміщення пожежного навантаження у зазначеному приміщенні та його об'ємно-планувальних характеристик, а також від пожежонебезпечних властивостей речовин та матеріалів, що становлять пожежне навантаження.

[Коментар розділу консультацій]: до вашого випадку належать категорії В1 – В4, пожежна небезпека. Причому велика ймовірність того, що ваше приміщення буде віднесено до категорії В4, але це має бути підкріплене розрахунками.

Методи визначення категорій приміщень В1 – В4

Визначення категорій приміщень В1 – В4 здійснюють шляхом порівняння максимального значення питомого тимчасового пожежного навантаження (далі – пожежне навантаження) на будь-якій дільниці з величиною питомого пожежного навантаження, наведеною в таблиці:

Питоме пожежне навантаження та способи розміщення для категорій В1 – В4

При пожежному навантаженні, що включає різні поєднання (суміш) легкозаймистих, горючих, важкогорючих рідин, твердих горючих і важкогорючих речовин і матеріалів в межах пожежонебезпечної ділянки пожежне навантаження Q (в МДж) визначається за формулою:

– кількість i-го матеріалу пожежного навантаження, кг;

– нижча теплота згоряння i-го матеріалу пожежного навантаження, МДж/кг

(МДж/м 2 ) визначається як відношення розрахованого пожежного навантаження до займаної площі:

де S- Площа розміщення пожежного навантаження, м2, не менше 10 м2.

Частина 2. Практика застосування

Для виконання розрахунків необхідно визначити масу кг для кожного пального матеріалу, який буде знаходитися в приміщенні. Строго говорячи, для цього необхідно знати, скільки ізоляції та інших горючих компонентів знаходиться в кожному метрі кабелю відповідного типу, а метраж взяти з вашого проекту. Але звичайні специфікації на продукцію у кращому випадку містять погонну вагу в г/м або кг/км для кабелю як єдиного цілого, його формують всі елементи, включаючи негорючі. З нетто-величини виключена лише упаковка – котушка чи коробка.

У оптичних кабелях, що не мають броні або вбудованих несучих металевих тросів, з цим можна погодитися і використовувати погонну вагу в розрахунках як є, свідомо нехтуючи масою кварцового волокна, оскільки вона невелика. Ось, наприклад, погонні ваги для універсальних кабелів XGLO™ та LightSystem із щільним буфером, призначених для внутрішнього/зовнішнього застосування (артикул починається із символів 9GD (X)H......, такі кабелі є у вашому списку):

Кількість волокон	Погонна вага, кг/км
4	23
6	25
8	30
12	35
16	49
24	61
48	255
72	384

А це таблиця для кабелів XGLO™ та LightSystem із вільним буфером, також призначених для внутрішнього/зовнішнього застосування (артикул починається із символів 9GG (X)H......):

Кількість волокон	Погонна вага, кг/км
2	67
4	67
6	67
8	67
12	67
16	103
24	103
36	103
48	115
72	115
96	139
144	139

Так, якщо в приміщенні прокладено ділянку довжиною 25 м з десяти кабелів по 24 волокна кожен, їх сумарна вага становитиме 15,25 кг для кабелю з щільним буфером і 25,75 кг для кабелю з вільним буфером. Як бачите, цифри можуть відрізнятися, і для великих кількостей кабелю різниця може виявитися дуже суттєвою.

У броньованих оптичних кабелях і в мідних кабелях кручена пара значна частка погонної ваги формується масою металу, і тоді розкид цифр і відмінність погонної ваги від вмісту горючих речовин може бути ще більше. Наприклад, вага нетто 1 км кабелю кручена пара може змінюватись від 21 кг до 76 кг залежно від категорії, виробника та наявності/відсутності екрану та інших конструктивних елементів. При цьому простий розрахунок показує, що для категорії 5е з діаметром жили 0,511 мм мінімальна вага міді в 1 км (8 провідників, щільність міді 8920 кг/м 3 ) становитиме 14,6 кг, а для категорії 7А з діаметром жили 0,643 мм – не менше 23,2 кг. І це без урахування повиву, що призводить до того, що за фактом довжина мідних провідників буде свідомо більше 1 км.

На тій же ділянці в 25 м з, припустимо, 120 кабелів кручена пара сумарна маса кабелів може становити від 63 до 228 кг в залежності від їх типу, при цьому міді в них може бути від 43,8 кг і вище для категорії 5е і від 69,6 кг та вище для категорії 7А.

Різниця велика навіть для тих кількостей, що ми взяли, маючи на увазі не найбільше телекомунікаційне приміщення, в яке кабель заведено через підвісний лоток чи трасу під фальшпідлогою. Для броньованих та інших специфічних кабелів із металевими елементами конструкції різниця буде набагато більшою, але при цьому їх можна зустріти в основному на вулиці, а не в приміщеннях.

Якщо ставитись до розрахунку строго, то для кожного типу кабелю потрібно мати повну розкладку по входять до його складу горючим і негорючим компонентам і за їх ваговим змістом в одиниці довжини. Крім того, для кожного пального компонента необхідно знати нижчу теплоту згоряння МДж/кг. Для полімерів, що широко використовуються в телекомунікаціях, різні джерела наводять такі значення нижчої теплоти згоряння:

• Поліетилен – від 46 до 48 МДж/кг
• Полівінілхлорид (ПВХ) – від 14 до 21 МДж/кг
• Політетрафторетилен (фторопласт) – від 4 до 8 МДж/кг

Залежно від того, які вихідні дані ви використовуєте, можна отримати різні результати на виході. Наведемо 2 приклади розрахунку для вже згадуваного приміщення зі 120 кабелями кручена пара:

приклад 1.

• 120 кабелів кручена пара категорії 5е
• Погонна вага кабелю 23 кг/км

Повна вага кабелю (без виключення негорючих компонентів)

G i= 120 · 25 м · 23 · 10 -3 кг/м = 69 кг

Q= 69 кг · 18 МДж/кг = 1242 МДж

S лотка= 25 м · 0,3 м = 7,5 м 2

g= 1242/10 = 124,2 МДж/м 2

Питоме пожежне навантаження відноситься до діапазону від 1 до 180 МДж/м 2 при тому, що ми не вичитали ваговий вміст міді в кабелі. Якби відняли, приміщення тим більше було б віднесено до категорії В4.

приклад 2.

• 120 кабелів кручена пара категорії 6/6A
• Калібр жили 23 AWG
• Оболонка ПВХ, нижча теплота згоряння 18 МДж/кг
• Погонна вага кабелю 45 кг/км
• Довжина лотка 25 м, ширина 300 мм.

Повна вага кабелю без виключення негорючих компонентів

G i= 120 · 25 м · 45 · 10 -3 кг/м = 135 кг

Q= 135 кг · 18 МДж/кг = 2430 МДж

S лотка= 25 м · 0,3 м = 7,5 м 2

Відповідно до методики розрахунку необхідно використовувати у обчисленнях площу не менше 10 м 2 .

g= 2430/10 = 243 МДж/м 2

Питоме пожежне навантаження перевищило 180 МДж/м 2 і потрапило в діапазон, що відповідає вищій категорії приміщення В3. Але якби ми відняли вагу міді, розрахунок був би іншим.

Калібр жили 23 AWG відповідає діаметру 0,574 мм. У кабелі 8 мідних провідників, отже, у кожному кілометрі кабелю міститься щонайменше 18,46 кг міді.

G i= 120 · 25 м · (45 - 18,46) · 10 -3 кг/м = 79,62 кг горючих компонентів

Q= 79,62 кг · 18 МДж / кг = 1433,16 МДж

g= 1433,16/10 = 143,3 МДж/м 2

І тут ми отримуємо категорію приміщення В4. Як бачите, компонентна складова може впливати на розрахунки дуже суттєво.

Точні дані про ваговий зміст та нижчу теплоту згоряння можна отримати тільки у виробника конкретного найменування продукції. Інакше вам доведеться особисто «розпорошити» кожен конкретний типкабелю, на високоточних вагах заміряти масу кожного елемента, встановити всі хімічні склади (що саме по собі може бути дуже нетривіальним завданням, навіть якщо ви маєте в своєму розпорядженні добре обладнану хімічну лабораторію). І вже після цього провести точний розрахунок. Для кабелю категорії 6/6А у нашому розрахунку, наприклад, не було враховано вагу та матеріал перегородки-розділювача. Якщо він виготовлений з поліетилену, необхідно врахувати, що його нижча теплота згоряння вища, ніж у ПВХ.

Хімічні та фізичні довідники наводять величини нижчої теплоти згоряння для чистих речовинта орієнтовні значення для найбільш популярних будівельних матеріалів. Але виробники можуть використовувати суміші речовин, присадки, варіювати ваговий вміст компонентів. Для точних розрахунків необхідні дані від конкретного виробника по кожному типу продукції.У відкритому доступі вони зазвичай не лежать, але на запит їх мають надавати, це не секретна інформація.

Проте, якщо таку інформацію чекати доведеться довго, а розрахунок робити потрібно зараз, можна виконати прикидкові обчислення, закладаючи максимальні величини – тобто. брати найгірший сценарій. Проектувальник вибирає максимально можливе значення нижчої теплоти згоряння, максимально великий ваговий вміст горючих речовин, навмисно помиляючись у велику сторону, не на свою користь. В якихось випадках через це приміщення потрапить у більш небезпечну категорію, як спочатку вийшло у нас у Прикладі 2. «Помилятися» в інший бік, навмисно роблячи розрахунки оптимістичнішими, категорично не можна. У разі будь-яких сумнівів, трактування завжди має бути у бік додаткових заходів безпеки.

Я розумію, що полімери це безліч матеріалів. Мене збентежила розмірність 18 кДж/кг, саме кілоДж/кг (взяв із «Пожежвибухо-небезпека речовин та матеріалів та засоби їх гасіння» Довідник вид. 2 під редакцією Корольченко А.Я. та Корольченко Д.А., частина I, стор. 306, другий зверху, хто не вірить, можу надіслати). Саме тому й обурився.

Весь сир-бор через те, що на дверях складу, скринь забитого горючкою, вказана літера "Д". Ну і внутрішній аудитяк побачив, почав кудахтати і ляскати крилами (цілком виправдано). Мене спалили – ось чол, який категорії може рахувати. Шеф: "вважай". Гаразд. Прийшов, поміряв, номенклатуру матеріалів прикинув, подивився на стелю, а там якраз кількість палива, що зберігається, все зазначено було (ну щастить же іноді), порахував. Їй подали – вона (як я зрозумів колишній інспектор РТН) каже: а чим підтвердіть кількість матеріалів, що зберігаються. Я їй: “Яка в дупу носом різниця? розхідників, сьогодні повний, а завтра порожній”. Ну головою покивала, а потім: "Звідки точні дані щодо зберігання у кг?". Перетупити вирішила. Пожежного інспектора... Хех. Беру довідку у завідувача складу: дерево – 80 кг, гуми – 140 кг, повсть 60 кг, картону 310 кг ну і т.д плюс друк. Приношу їй: ось підтвердження, спробуй спростуй – завідувачеві краще знати, що в нього зберігається. Вона: "О! Ось це інша справа - це документ". Я балдю! А потім про картриджі згадала. А в п'ятницю треба їй цей хрін розрахунок здати і букву на воротах замінити. Вже тиждень ми псуємо папір, а при цьому, прошу зауважити, працюємо в одній організації. Тобто від прямих обов'язків я відволікаю, займаємось якоюсь нісенітницею, отримуємо зарплату тощо. заради однієї літери на воротах. Коротше дуже ефективно все влаштовано.

Але це було ліричний відступ. У мене мета - задовольнити аудитора (окозамилювання цілковите). Те, що категорія В1, ніхто не сумнівається, але вона хоче в розрахунках бачити картриджі. З чого вони зроблені, ми обидва не знаємо. На кожну нічим не підтверджену величину теплоти згоряння вона фирчить як кішка. Снаала навіть залізничне ВНТП не хотіло приймати як довідку – типу на нас не поширюється. Ну хоч докази про загальне підпорядкування законам світобудови взагалі і фізики, зокрема, подіяли. Тому вибираю матеріали, які є у довідковій літературі чи НД. Виробники стверджують (один принаймні, але як я з ними говорив - ваще пісня), що тонер містить графіт. У Корольченка знайшов його, але добре написано. Дякую, на форумі проектувальників мені розжували розмірності. Із цим заспокоївся. Тепер узявся за пластик. Корпус картриджа ПВХашний начебто, але в того ж Корольченка весь ПВХ – білий порошок. Ваше на картридж не схоже. Знайшов вініпласт, який є результатом різноманітних впливів на ПВХ. УРА! Але там 18 КІЛОДж/кг – ну ні в які ворота не лізе. Якби там по-людськи було написано - МДж, то ще вчора б заспокоївся.