firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/0869-7493.2021.30.03.88-98firesmi-1001Research ArticleАВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДСТВАAUTOMATED SYSTEMS AND MEANSО расчетной оценке эффективности тушения пожара класса B спринклерными автоматическими установкамиCalculated assessment of effectiveness of class B fire suppression using automatic fire sprinkler systemshttps://orcid.org/0000-0002-2769-0086ТанклевскийЛ. Т.TanklevskiyL. T.

Танклевский Леонид Тимофеевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой Высшей школы техносферной безопасности, главный научный сотрудник

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

196105, г. СанктПетербург, Московский пр-т, 149

РИНЦ ID: 181476

Scopus Author ID: 57192367552

ResearcherID: S-1901-2017

Leonid T. Tanklevskiy, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Department of Higher School of Technosphere Safety, Chief of Research Officer

Polytechnicheskaya St., 29, Saint Petersburg, 195251

Moskovskiy Avenue, 149, Saint Petersburg, 196105

ID RISC: 181476

Scopus Author ID: 57192367552

ResearcherID: S-1901-2017

tanklevskiy@gefest-spb.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1561-2483ТаранцевА. А.TarantsevA. A.

Таранцев Александр Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторией, профессор

196105, г. СанктПетербург, Московский пр-т, 149

99178, г. Санкт-Петербург,  12-я Ли ния ВО, 13

РИНЦ ID: 664653

Scopus Author ID: 57195636448

ResearcherID: K-2087-2018

Alexander A. Tarantsev, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor

Moskovskiy Avenue, 149, Saint Petersburg, 196105

12-ya Liniya VO, 13, Saint Petersburg, 199178,

ID RISC: 664653

Scopus Author ID: 57195636448

ResearcherID: K-2087-2018

info@iptran.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4100-1686БабиковИ. А.BabikovI. A.

Бабиков Игорь Александрович, аспирант Высшей школы техносферной безопасности

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

РИНЦ ID: 949758

Scopus Author ID: 57205082476

ResearcherID: S-5502-2017

Igor A. Babikov, Graduate Student of Department of Higher School of Technosphere Safety

Polytechnicheskaya St., 29, Saint Petersburg, 195251

ID RISC: 949758

Scopus Author ID: 57205082476

ResearcherID: S-5502-2017

babikovia@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8592-3047ПоляковД. В.PolyakovD. V.

Поляков Дмитрий Витальевич, заместитель начальника кафедры

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

РИНЦ ID: 769985

Dmitriy V. Polyakov, Deputy Head of Department

Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366

ID RISC: 769985

gost-r01@yandex.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic University; Saint-Petersburg University of State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination on Consequences of Natural DisastersRussian FederationСанкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий; Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наукРоссияSaint-Petersburg University of State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination on Consequences of Natural Disasters; Solomenko Institute of Transport Problems of the Russian academy of sciencesRussian FederationСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationАкадемия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияThe State Fire Academy of the Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination on Consequences of Natural DisastersRussian Federation2021120720213038898Copyright © Танклевский Л.Т., Таранцев А.А., Бабиков И.А., Поляков Д.В., 20212021Танклевский Л.Т., Таранцев А.А., Бабиков И.А., Поляков Д.В.Tanklevskiy L.T., Tarantsev A.A., Babikov I.A., Polyakov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1001

Введение. Проблема своевременной активации спринклерной установки пожаротушения является весьма актуальной для эффективного тушения пожара до наступления критического момента, при котором тушение в расчетных объемах станет невозможным.

Решению проблемы эффективного применения спринклерной установки при пожаре класса А посвящен ряд работ. Вопрос применения таких методик при пожаре класса В ранее рассмотрен не был.Модель пожара в помещении с автоматической установкой пожаротушения (АУП). Разработанная авторами модель оценки времени срабатывания спринклерной автоматической установки водяного пожаротушения при пожаре класса В дает возможность определить скорость распространения пламени по поверхности розлива легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ) и определить скорость нарастания температуры в припотолочной области.Активация спринклера от теплового разрушения колбы восходящим конвективным потоком. Разработана модель определения времени срабатывания спринклерной установки пожаротушения от воздействия теплового потока пожара класса В на термочувствительную колбу оросителя.Активация спринклерной АУП от дифференциального теплового пожарного извещателя (ДТПИ). Разработана модель определения времени срабатывания ДТПИ.Примеры. Дан ряд примеров по практическому определению времени срабатывания спринклерных установок пожаротушения традиционного типа, дренчерных или с принудительным пуском.Выводы. На основе полученного выражения можно оперативно, с приемлемой достоверностью определять возможность применения той или иной установки спринклерного пожаротушения для обеспечения эффективной защиты помещений, в которых возможно возникновение пожаров класса В.

Introduction. The problem of timely activation of fire sprinkler systems is highly relevant for effective fire suppression before the critical moment, when calculated values applied to extinguish the fire, become ineffective. A number of works address the problem of effective application of the fire sprinkler system to Class A fires. The application of such methods to Class B fires has not yet been considered.The model simulating a fire in a room with an automatic fire extinguishing system. The response time assessment model, developed by the co-authors for an automatic water-consuming fire sprinkler system, allows to identify the velocity of flame spreading over the surface of an HFL/CL spillage and the temperature rise rate in the ceiling area in the case of a B class fire.A sprinkler is triggered by the bulb bursting caused by the thermal effect produced by the ascending convection flow. A model has been developed to determine the response time of a fire sprinkler system exposed to the effect of a heat flow, caused by the Class B fire, on a heat-sensitive sprinkler bulb.Activation of a fire sprinkler system by the rate-of-rise heat detector. A model, designated for determining the activation time of a rate-of-rise heat detector, was developed.Examples. A number of examples, illustrating the response time of traditional, deluge, and forced launch fire sprinkler systems, are provided in the article.Conclusions. The obtained formula allows to quickly check the applicability of different types of fire sprinkler systems to ensure the effective protection of premises in which class B fires may break out.

спринклерный оросительактивациядифференциальный тепловой пожарный извещателькритическая высотарозлив ЛВЖsprinkleractivationrate-of-rise heat detectorcritical heightHIL spillageReferencesПожарная нагрузка. Справочник. СИТИС-СПН-1 : редакция 3. СИТИС, 2014. 51 с.Fire load. Handbook. SITIS-SPN-1 : revision 3. SITIS, 2014; 51. (rus).Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. М. : Стройиздат, 1990. 434 с.Drysdale D. Introduction to fire dynamics. Moscow, Stroyizdat Publ., 1990; 434. (rus).Heskestad G. Fire plumes, flame height, and air entrainment // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA : NFPA, 2002. Pp. 2-1–2-17.Heskestad G. Fire Plumes, Flame Height, and Air Entrainment. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA, NFPA, 2002; 2-1-2-17.Alpert R.L. Ceiling jet flows // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA : NFPA, 2002. Pp. 2-18–2-31.Alpert R.L. Ceiling Jet Flows. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA, NFPA, 2002; 2-18-2-31.Ищенко А.Д., Клюй В.В., Полынько С.В., Таранцев А.А. О построении уточненного совмещенного графика для расчета сил и средств для тушения пожара // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2018. Т. 27. № 2–3. С. 82–92. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.02-03.82-92Ishchenko A.D., Klyuy V.V., Polynko S.V., Tarantsev A.A. About building a revised combined graphics the calculation of forces and means to extinguish the fire. Pozharovzryvobezopasnost/ Fire and Explosion Safety. 2018; 27(2-3):82-92. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.02-03.82-92 (rus).Танклевский Л.Т., Таранцев А.А., Зыбина О.А., Бабиков И.А. Об оценке эффективности спринклерной автоматической установки пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2021. Т. 30. № 1. С. 42–53. DOI: 10.22227/PVB.2021.30.01.42-53Tanklevskiy L.T., Tarantsev A.A., Zybina O.A., Babikov I.A. The efficiency assessment of an automatic sprinkler system. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2021; 30(1):42-53. DOI: 10.22227/PVB.2021.30.01.42-53 (rus).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. 336 с.Puzach S.V. Calculation methods of heat and mass transfer in a fire in a room and their application in solving practical problems of fire and explosion safety : monograph. Moscow, Academy of State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2005; 336. (rus).Drysdale D. An introduction to fire dynamics. Chichester : John Wiley and Sons, 1985. 424 p.Drysdale D. An introduction to fire dynamics. Chichester, John Wiley and Sons, 1985; 424.Heskestad G., Bill R.G.Jr. Quantification of thermal responsiveness of automatic sprinklers including conduction effects // Fire Safety Journal. 1988. Vol. 14. No. 1–2. Pp. 113–125. DOI: 10.1016/03797112(88)90049-5Heskestad G., Bill R.G., Jr. Quantification of thermal responsiveness of automatic sprinklers including conduction effects. Fire Safety Journal. 1988; 14(1-2):113-125. DOI: 10.1016/0379-7112(88)90049-5Fleming R.P. Automatic sprinkler system calculations // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA : NFPA, 2002. Pp. 4-72–4-87.Fleming R.P. Automatic sprinkler system calculations. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd ed. Quincy MA, NFPA, 2002; 4-72-4-87.Танклевский Л.Т., Бабиков И.А., Таранцев А.А., Зыбина О.А. Об уточненной оценке координат очага пожара в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 3. С. 33–43. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.03.33-43Tanklevskiy L.T., Babikov I.A., Tarantsev A.A., Zybina O.A. On a more precise assessment of coordinates of the seat of fire in the premises. Fire and Explosion Safety. 2020; 29(3):33-43. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.03.33-43 (rus).Бабиков И.А., Танклевский А.Л., Таранцев А.А. О способе определения группы принудительно активируемых оросителей при возникновении пожара в помещении // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 3 (51). С. 34–41.Babikov I.A., Tanklevskiy A.L., Tarantsev A.A. Determination method of sprinklers with electrical activation in case of internal fire. Problems of risk management in the technosphere. 2019; 3(51):34-41. (rus).Tanklevskiy L., Kopylov S., Vasilev M., Zima V., Snegirev A. Advantages of electronically controlled sprinklers (ECS) for fire protection of tunnels // Proceedings from the Fifth International Symposium on Tunnel Safety and Security. New York, USA, March 14–16, 2012. New York, 2012. Vol. 1. Pp. 87–92.Tanklevskiy L., Kopylov S., Vasilev M., Zima V., Snegirev A. Advantages of electronically controlled sprinklers (ECS) for fire protection of tunnels. Proceedings from the Fifth International Symposium on Tunnel Safety and Security, New York, USA, March 14–16, 2012. New York, 2012; 1:87-92.National Fire Protection Association. NFPA Handbook, 15th 1981 Edition.National fire protection association. NFPA Handbook, 15th 1981 Edition.Tanklevskiy L., Vasiliev M., Meshman L., Snegirev A., Tsoi A. A novel methodology of electrically controlled sprinkler activation // Proceedings of the Thirteenth International Interflam Conference. 24–26 June 2013 London, UK. London, 2013. Pp. 503–508.Tanklevskiy L., Vasiliev M., Meshman L., Snegirev A., Tsoi A. A novel methodology of electrically controlled sprinkler activation. Proceedings of the Thirteenth International Interflam Conference. 24–26 June 2013 London, UK. London, 2013; 503-508.Tanklevskiy L., Kopylov S., Vasilev M., Zima V., Snegirev A. Advantages of electronically controlled sprinklers (ECS) for fire protection of tunnels // Proceedings from the Fifth InternationalTanklevskiy L., Kopylov S., Vasilev M., Zima V., Snegirev A. Advantages of electronically controlled sprinklers (ECS) for fire protection of tunnels. Proceedings from the Fifth InternationalSymposium on Tunnel Safety and Security (New York, USA, 14–16th March, 2012), SP Technical Research Institute of Sweden. 2012. Vol. 1. Pp. 87–92.Symposium on Tunnel Safety and Security (New York, USA, 14-16th March, 2012). SP Technical Research Institute of Sweden, 2012; 1:87-92.Мешман Л.М., Цариченко С.Г., Былинкин В.А., Алешин В.В., Губин Р.Ю. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / под общ. ред. Н.П. Копылова. М. : ВНИИПО МЧС РФ, 2002. 413 с.Meshman L.M., Tsarichenko S.G., Bylinkin V.A., Aleshin V.V., Gubin R.Y. Design of water and foam automatic fire extinguishing systems; N.P. Kopylov (ed.). VNIIPO, 2002; 413. (rus).Сафронов В.В., Аксенова Е.В. Выбор и расчет параметров установок пожаротушения и сигнализации : учеб. пособие. Орел : ОрлГТУ, 2004. 57 с.Safronov V.V., Aksenova E.V. Selection and calculation of parameters of fire extinguishing and alarm systems : textbook. Orel, Orel State Technical University, 2004. (rus).Воронков О.Ю. Рaсчет, монтaж и эксплуaтaция aвтомaтических устaновок пожaротушения : учеб. пособие. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2016.Voronkov O.Y. Calculation, installation and operation of automatic fire-extinguishing installations : textbook. Omsk, Publishing house OmSTU, 2016. (rus).Илюшов Н.Я. Автоматические установки пожаротушения : учеб. пособие. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2016. 134 с.Ilyushov N.Ya. Automatic fire extinguishing installations : textbook. Novosibirsk, Publishing house of NSTU, 2016; 134. (rus).Храпский С.Ф., Стариков В.И., Рысев Д.В. Производственная и пожарная автоматика : учеб. пособие. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. 152 с.Khrapsky S.F., Starikov V.I., Ryssev D.V. Industrial and fire automation: textbook. Omsk, Publishing house of OmSTU, 2013; 152. (rus).Tsoi A., Snegirev A., Tanklevskiy L., Sheinman I. Flame suppression by water sprays: Exploring capabilities and failures of FDS // Proceedings of the Seventh International Seminar Fire and Explosion Hazards. Research Publishing Services, 2013. Pp. 482–491. DOI: 10.3850/978-98107-5936-0_07-05Tsoi A., Snegirev A., Tanklevskiy L., Sheinman I. Flame suppression by water sprays: Exploring capabilities and failures of FDS. Proceedings of the Seventh International Seminar Fire and Explosion Hazards. Research Publishing Services, 2013; 482-491. DOI: 10.3850/978-981-07-5936-0_07-05Yao C. Application of sprinkler technology. Presented at Workshop on Engineering Applications of Fire Technology. National Bureau of Standards. 1980.Yao C. Application of sprinkler technology. Presented at Workshop on Engineering Applications of Fire Technology. National Bureau of Standards. 1980.Xin Y., Burchesky K., de Vries J., Magistrale H., Xiangyang Zhou, D’Aniello S. SMART Sprinkler Protection for Highly Challenging Fires — Part 1: System Design and Function Evaluation // Fire Technology. 2017. Vol. 53. No. 5. Рp. 1847–1884. DOI: 10.1007/s10694-017-0662-2Xin Y., Burchesky K., de Vries J., Magistrale H., Xiangyang Zhou, D’Aniello S. SMART Sprinkler Protection for Highly Challenging Fires — Part 1: System Design and Function Evaluation // Fire Technology. 2017. Vol. 53. No. 5. Рp. 1847–1884. DOI: 10.1007/s10694-017-0662-2Таранцев А.А., Танклевский Л.Т., Снегирев А.Ю., Цой А.С., Копылов С.Н., Мешман Л.М. Оценка эффективности спринклерной установки пожаротушения // Пожарная безопасность/Fire Safety. 2015. № 1. С. 72–79.Tarantsev A.A., Tanklevsky L.T., Snegirev A.Y., Tsoy A.S., Kopylov S.N., Meshman L.M. Assessment of the sprinkler installation efficiency. Pozharnaya bezopasnost’/Fire Safety. 2015; 1:72-79. (rus).Bullen M.L. The effect of a sprinkler on the stability of a smoke layer beneath a ceiling // Fire Technology. 1977. Vol. 13. No. 1. Рр. 21–34. DOI: 10.1007/bf02338883Bullen M.L. The effect of a sprinkler on the stability of a smoke layer beneath a ceiling. Fire Technology. 1977; 13(1):21-34. DOI: 10.1007/bf02338883Груданова О.В., Таранцев А.А., Королева Л.А. Об экономической оценке двух путей модернизации автоматических установок пожаротушения // Проблемы управления рисками в техносфере. 2007. № 1. С. 38–42.Grudanova O.V., Tarantsev A.A., Koroleva L.A. On economic evaluation of two ways of modernization of automatic fire extinguishing installations. Problems of risk management in the technosphere. 2007; 1:38-42. (rus).Бубырь Н.Ф., Воробьев Р.П., Быстров Ю.В., Зуйков Г.М. Эксплуатация установок пожарной автоматики / под ред. Н.Ф. Бубыря. М. : Стройиздат, 1986. 367 с.Bubyr N.F., Vorobyev R.P., Bystrov Y.V., Zuikov G.M. Operation of the fire-fighting automatic installations; Bubyr N.F. (ed.). Moscow, Stroyizdat Publ., 1986; 367. (rus).Малинин В.Р., Коробейникова Е.Г. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности : учеб. пособие. СПб. : СПбУ МВД России, 2002. 82 с.Malinin V.R., Korobeinikova E.G. Categorization of premises and buildings according to explosion and fire hazard : textbook. Saint-Petersburg: Saint-Petersburg University of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 2002; 82. (rus).Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. 3-е изд., перераб. М. : Наука, 1967. 368 с.Demidovich B.P., Maron I.A., Shuvalova E.Z. Numerical methods of analysis. 3rd ed., revised. Moscow, Nauka Publ., 1967; 368. (rus).Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. 5-е изд., стереотипное. М. : Наука, 1976. 576 с.Kamke E. Handbook of ordinary differential equations. 5th ed., stereotyped. Moscow, Nauka Publ., 1976; 576. (rus).Хасанов И.Р., Карпов А.В., Лобова С.Ф., Петрова Н.В. Полевое моделирование динамики пожара при ответе на вопрос о выполнении системой пожарной сигнализации своих функций // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29 (5). С. 40–50. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.05.40-50Khasanov I.R., Karpov A.V., Lobova S.F., Petrova N.V. Field modeling of the fire dynamics as an answer to the question about the fire alarm performance. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2020; 29(5):40-50. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.05.40-50 (rus).Горбань Ю.И., Немчинов С.Г. Пожарные роботы в пожарной автоматике: научно-технические исследования, алгоритмы поведения и дизайн // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29 (5). С. 82–88.Gorban Yu.I., Nemchinov S.G. Fire-fighting robots are in the fire automation: science and technology studies, the behavior of algorithms and design. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2020; 29(5):82-88. (rus).Мешман Л.М. Частные вопросы при проектировании водяных АУП // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28 (1). С. 80–88.Meshman L.M. Special issues on design water AFEI. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2019; 28(1):80-88. (rus).Мешман Л.М. Влияние проектного значения интенсивности орошения диктующего оросителя на гидравлические параметры распределительной сети АУП // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28 (2). С. 93–97.Meshman L.M. Effect of irrigation intensity design value dictating the sprinkler on the hydraulic parameters of the distribution network AFES. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2019; 28(2):93-97. (rus).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.