ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ СЛОЖНЫХ И СОЦИАЛЬНО-ЗНАЧИМЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 699.814
Ю. В. Гонтаренко, До Тхань Тунг, Нгуен Тхань Хай, А. А. Однолько, С. В. Пузач
АНАЛИЗ CОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПРОТИВОДЫМНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЕЕ ПАРАМЕТРОВ
Представлены анализ основных источников в области противодымной защиты, в частности, рекомендаций по расчету параметров противодымной вентиляции; а также результаты разработки усовершенствованной методики расчета параметров противодымной вентиляции и программного кода на ее основе, апробации указанного кода
Совершенствование противодымной вентиляции (ПДВ) и, соответственно, расчета ее параметров представляется безусловно актуальным, особенно с учетом того, что среднее число погибших на пожаре на 100 тыс. населения в России составляет почти семь человек, что более чем в три раза превышает среднемировой уровень [1], причем по причине отравления токсичными продуктами горения (ПГ) при пожарах в зданиях погибает порядка 70%.
На кафедре техносферной и пожарной безопасности ВГТУ совместно с кафедрой инженерной теплофизики и гидравлики Академии Государственной противопожарной службы МЧС России проводится совместная работа, целью которой является разработка усовершенствованной методики расчета параметров ПДВ и программного кода на ее основе для автоматизации таких расчетов. Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
анализ современной нормативной базы, а также других источников в области обеспечения ПДВ;
анализ методических рекомендаций и программного обеспечения по расчету параметров ПДВ;
расчет параметров ПДВ объекта защиты с применением различных имеющихся методик и сравнение результатов;
разработка обобщенной методики по расчету параметров ПДВ и программного кода на ее основе;
исследование влияния различных параметров на систему ПДВ с помощью разработанного программного кода по обобщенной методике расчета.
При выполнении задач использовались такие методы исследования как анализ, синтез, расчетные методы.
В рамках представления промежуточных результатов работы приводятся результаты анализа работ, внесших значительный вклад в развитие ПДВ, в моделирование пожаров в помещениях, в частности, В.М. Есина, С.П. Калмыкова, Ю.А. Кошмарова, М.А. Михеева, И.С. Молчадского, А.В. Нестеренко, М.Ю. Овсянникова, С.В. Пузача, а также результаты анализа работ в рассматривае-
166
мой области, приведенных в реферативном журнале «Пожарная охрана», журнале «Взрывопожаробезопасность», другой научной периодики.
Также приводится анализ нормативной базы в области ПДВ зданий, к которым в первую очередь относится технический регламент [2] и своды правил
[3, 4].
Обсуждаются результаты анализа применяемых на практике методических рекомендаций для расчета параметров противодымной вентиляции [5, 6]. В частности, показывается, что расчет системы ПДВ с естественным побуждением сводится к определению массового расхода удаляемых ПГ и площади сечения проемов дымоудаления, в связи с чем полезными могут быть основные положения теории горения, основ развития пожара в помещении, термогазодинамики и теплопередачи на пожаре и, в целом, моделирования пожаров [7-11].
Представляются результаты проведенного эксперимента [12, 13], который показал существенное различие результатов расчета параметров ПДВ, выполненных по рекомендациям [5, 6].
По итогам сравнения алгоритмов расчета параметров ПДВ по методикам [5, 6] разработана обобщенная методика расчета и авторский программный код на ее основе.
В рамках апробации указанного программного кода проведено исследование влияния различных параметров на основные параметры ПДВ, построены графические зависимости соответствующих зависимостей.
Приводится обсуждение направлений дальнейшей работы и полученных результатов, в частности, подчеркивается, что приведенные зависимости позволяют проследить, как влияют определенные параметры на производительность и давление вентилятора дымоудаления, и принять оптимальные решения, которые обеспечат экономически эффективное проектирование.
Литература
1. Worldfirestatistic 2017. Report № 22 [Электронный ресурс] / N.N.
Brushlinsky, M. Ahrens, S.V. Sokolov, |
P. Wagner. – Электрон. дан.- |
||
CenterofFireStatisticofCTIF. |
- |
Режим |
доступа: |
http://www.ctif.org/sites/default/files/ctif_report22_world_fire_statistics_2017.pdf.
—Рус., англ., нем. — Загл. с экрана.
2.Технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Электронный ресурс]: Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г.
№ 123-ФЗ. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699.— Загл. с экрана.
3. СП 7.13130.2013. «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» [Электронный ресурс]: утвержден приказом МЧС России от 21.02.2013 N 116. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=144507#0. -
Загл. с экрана.
167
4.СП 60.13.330.2012. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003» [Электронный ресурс]: утвержден приказом Минрегион России от 30.06.2012 N 279. - Электрон. дан. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/ cons/cgi/ online.cgi?req=doc;base= STR;n=16102#0. -Загл. с экрана.
5.Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий: Метод. рекомендации к СП 7.131130.2013 [Текст]. - М.: ВНИИПО.
-2013. - 58 с.
6.Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий [Электронный ресурс]: рекомендации АВОК 5.5.1. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.abokbook.ru/normdoc/529/. -Загл. с экрана.
7.Пузач, С.В. Модифицированная интегральная модель расчета термогазодинамики пожара в помещении : учеб. пособие / С.В. Пузач, В.М. Казеннов ; Акад. гос. противопожарной службы. - М. : [б. и.], 2003. – 42 с.
8.Пузач С.В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности: Монография. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2005.
9.Однолько, А.А. Теория горения и взрыва. Возникновение и распространение горения. Оценка пожаровзрывоопасности: курс лекций [Текст] / А.А. Однолько, С.А. Колодяжный, Н.А. Старцева. – Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.
– 2-е изд., перераб. и доп. – Воронеж, 2011. – 137 с.
10.Асминин, В.Ф. Проблемы и опыт обеспечения пожарной безопасности проектов строительства [Текст] / В.Ф. Асминин, Г.В. Васюков, А.А. Однолько. - Научный вестник Воронеж. гос. арх.– строит. ун-та: Строительство и архитектура. — 2009. — №1 (13). - С. 133-137.
11.Ситников, И.В. Имитационное моделирование площади пожара с применением метода Моне-Карло в рамках интегральной математической модели пожара [Текст] / И.В. Ситников, К.Г. Кривопуст, А.А. Однолько, С.В. Артыщенко // Инженерные системы и сооружения. - 2012. - № 4 (9). - С. 75-82.
12.Гонтаренко, Ю.В. Совершенствование и автоматизация расчета параметров противодымной вентиляции как модуля автоматизированной системы проектирования систем обеспечения пожарной безопасности объекта / Ю.В. Гонтаренко, Е.А. Сушко, А.А. Однолько // Сборник научных трудовмеждународной студенческой научно-практической конференции «Современное технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». - 2017. - С.20-25.
13.Гонтаренко, Ю.В. Расчет параметров естественной вытяжной противодымной вентиляции в рамках системы противодымной защиты зданий [Электронный ресурс] / Ю.В. Гонтаренко, Е.А. Сушко, И.В. Ситников, А.А Однолько // IX Международная студенческая электронная науч.конф. «Студенческий научный форум – 2017». ― Электрон. дан. ― Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2017/2551/31465. — Загл. с экрана.
«Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Россия
168
Y.V. Gontarenko, DoThanhTung, NguyenThanhНai, A.A. Odnolko,
S.V. Puzach
ANALYSIS OF SMOKE PROTECTION VENTILATION PROBLEMS AND DEVELOPMENT OF THE ITS PARAMETERS CALCULATION
IMPROVED METHOD
The analysis of the main sources in the field of smoke protection, in particular, recommendations for calculating the parameters of smoke ventilation; as well as the results of the development of a generalized methodology for calculating the parameters of smoke ventilation and code based on it, approbation of the code
«Voronezh State Technical University»,Voronezh, Russia
УДК 614.84.664
Д. П. Торопов, С. А. Головин
ТУШЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОГНЕТУШАЩИМИ СОСТАВАМИ С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОКОМПОНЕНТАМИ
Представлены результаты исследования огнетушащей эффективности модифицированных огнетушащих составов для ликвидации горения нефтепродуктов. Показано, что многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) оказывают существенное влияние на теплофизические и огнетушащие свойства огнетушащих веществ (ОТВ) при сравнительно малых концентрациях и тем самым минимизируют требуемую интенсивность ОТВ
Одной из важнейших задач обеспечения пожарной безопасности на объектах транспортировки и хранения нефтепродуктов является комплексная оснащенность новыми техническими средствами пожаротушения и противопожарной защиты. Беспрепятственное растекание горючей жидкости способствует развитию из небольшого очага горения в пожар, влекущий за собой значительный материальный ущерб, гибель людей и нарушение работы целого предприятия.
В связи с этим в работе рассматриваются механизмы тушения пламени, связанные с особенностями взаимодействия физико-химических процессов, включающих в себя испарение жидкости, формирование над ней паров, а также его смешение с окислителем с последующим воспламенением на некотором расстоянии от слоя жидкости, характерных для ликвидации горения тонкораспылённой водой.
Для достижения огнетушащего эффекта необходимо снижение температуры поверхности горючей жидкости до температуры тушения пламени, при которой процесс горения будет невозможен.
169
Наиболее значимым параметром, определяющим эффективность пожаротушения распыленной водой, является время нагрева и испарения капельных потоков ОТВ в высокотемпературных продуктах сгорания. Капля воды в зоне горения проходит стадии тепломассопереноса, характерные для ее нагрева и испарения при контакте с нагретой поверхностью. Уменьшение размера капель воды приводит к более интенсивному их испарению, снижению разбрызгивания топлива в зоне горения, а также вероятному переливу нефтепродукта через край резервуара.
Задача тушения распыленной водой пламени нефтепродуктов имеет ограничения, из-за большого среднего размера капель ОТВ и, как следствие – низкой интенсивности парообразования. Поэтому данная технология применима для горючих жидкостей (ГЖ) и малоэффективна для легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) [1].
Целью настоящего исследования являлось отработка технологии создания наножидкости (НЖ), а также экспериментальное обоснование возможности применения ОТВ в условиях тушения пожаров жидких нефтепродуктов.
Малые концентрации углеродных наноструктур (многослойных углеродных нанотрубок – МУНТ) в воде позволяют изменять свойства наножидкости (НЖ) в сравнении с базовой, влияя на процессы тепло- и массопереноса. Значительное влияние на эти процессы влияют концентрация и тип наночастиц, способ их подготовки и стабилизации.
Кроме того, НЖ с МУНТ имеют недостаточно большое «время жизни» (в среднем до 4 часов) за счет быстрой агломерации наночастиц, что может существенно уменьшить эффективность их применения. Данная проблема решается внедрением в НЖ различных стабилизаторов, в том числе и гелеобразующих компонентов, позволяющих стабилизировать ОТВ с наночастицами на весь цикл его применения. Практический интерес для целей пожаротушения могут представлять водные суспензии, содержащие, помимо МУНТ, побочные продукты синтеза и стабилизаторы, с объемной концентрацией наноматериала до 1,0 об. % при фиксированном размере наночастиц.
В исследовании использовались НЖ на основе дистиллированной воды и гидрогелей, в сочетании с углеродными наноструктурами, содержащими МУНТ [2].
МУНТ получены методом каталитического пиролиза на установке
«CVDomna» [3]. Параметры наночастиц: диаметр = 25…50 нм, длина |
= |
5…40 мкм. |
|
В качестве базовой жидкости выступала дистиллированная вода с |
= |
6,4. Подготовка НЖ проводилась при температуре 20 °C и нормальном атмосферном давлении, путем депонирования функционализированных МУНТ в дистиллированную воду при воздействии источника ультразвука (мощность 1 кВт, частота 60 кГц, время обработки 120 мин). Далее часть образцов подвергалась электрофизическому воздействию переменным частотно-модулированным потенциалом (ПЧМП) с параметрами 220 В, 50 Гц в течение 1 часа.
170