firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/0869-7493.2022.31.04.27-37firesmi-1138Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ОБЪЕКТОВSAFETY OF BUILDINGS, STRUCTURES, OBJECTSАнализ методов определения коэффициента участия горючих газов и паров во взрыве при установлении категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасностиAnalysis of methods used to identify combustible gas and vapour-related factors contributing to explosions in the context of assigning explosion and fire safety categories to premisesЗемскийГ. Т.ZemskiyG. T.

ЗЕМСКИЙ Геннадий Тимофеевич, канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

РИНЦ ID: 586840

Gennadiy T. ZEMSKIY, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

ID RISC: 586840

vniipo-3.5.3@ya.ruВогманЛ. П.VogmanL. P.

ВОГМАН Леонид Петрович, д-р техн. наук, главный научный сотрудник

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

РИНЦ ID: 561474

Leonid P. VOGMAN, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

ID RISC: 561474

vniipo-3.5.3@ya.ruКондратюкН. В.KondratyukN. V.

КОНДРАТЮК Наталья Валентиновна, старший научный сотрудник

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

РИНЦ ID: 1126914

Natalya V. KONDRATYUK, Senior Researcher

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

ID RISC: 1126914

vniipo-3.5.3@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2361-6428КорольченкоД. А.KorolchenkoD. A.

КОРОЛЬЧЕНКО Дмитрий Александрович, д-р техн. наук, заведующий кафедрой комплексной безопасности в строительстве

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26

РИНЦ ID: 352067

Scopus Author ID: 55946060600

Researcher ID: E-1862-2017

Dmitriy A. KOROLCHENKO, Dr. Sci. (Eng.), Head of Department of Integrated Safety in Civil Engineering

Moscow

ID RISC: 352067

Scopus Author ID: 55946060600

Researcher ID: E-1862-2017

KorolchenkoDA@mgsu.ruВсероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияAll-Russian Research Institute for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural DisastersRussian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University)Russian Federation2022280920223142737Copyright © Земский Г.Т., Вогман Л.П., Кондратюк Н.В., Корольченко Д.А., 20222022Земский Г.Т., Вогман Л.П., Кондратюк Н.В., Корольченко Д.А.Zemskiy G.T., Vogman L.P., Kondratyuk N.V., Korolchenko D.A.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/1138Введение

Введение. Многочисленные публикации на тему о категорировании помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности разделены авторами на три группы: 1) действующие источники информации (в том числе ведомственные и региональные), а также действующие ранее источники; 2) учебники и пособия по категорированию; 3) публикации, в которых находят подтверждение (опровержение) или уточнение некоторые положения, отраженные в источниках нормативного характера. Данная статья относится к третьей группе публикаций.

Цель

Цель. Рассмотрение различных методов определения коэффициента Z, выявление положительных и отрицательных сторон каждого метода, а также разработка предложений по их применению.

Задачи

Задачи. Определить коэффициент участия вещества во взрыве, показать работоспособность того или иного метода его определения на конкретных примерах.

Результаты и их обсуждение. Из представленного анализа методов определения коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве следует, что он может быть установлен тремя способами:

Выводы

Выводы. Графический метод определения величины Z отличается простотой и надежностью. При определении параметра Х используется коэффициент избытка воздуха φ = 1,9, что приводит к занижению коэффициента участия паров во взрыве Z. Чтобы избежать неоправданного занижения коэффициента Z, целесообразно не учитывать коэффициент избытка воздуха или принимать его равным 0,99.

Introduction

Introduction. The authors have classified numerous publications, addressing the assignment of explosion and fire safety categories to premises, buildings and outdoor facilities, into the three groups: 1) sources of information that are in effect (including in-house and region-wide documents), sources that were in effect; 2) manuals and guidelines on category assignment; 3) publications that confirm (refute) or clarify some provisions, specified in regulatory sources. This article can be included into the third group of publications.

Goal

Goal. Analysis of different methods, used to identify the value of Z factor; identification of strengths and weaknesses of each method, development of recommendations on the application of these methods.

Objectives

Objectives. The objective is to identify the substance-related factor contributing to explosions, use particular cases to demonstrate the efficiency of this or other identification method.

Results and discussion

Results and discussion. The analysis of Z factor identification methods, describing the contribution of vapours of highly flammable liquids to an explosion, has proven that three types of procedures can be used to find the Z factor value:

Conclusions

Conclusions. The graphical method, used to find the value of Z, is simple and reliable. When the Х parameter is identified, the excess air ratio is used: φ = 1.9, which leads to the underestimation of Z, the vapour-related factor contributing to explosions. To prevent the unreasonable underestimation of Z, the excess air ratio must be disregarded or taken as being equal to 0.99.

категорированиелегковоспламеняющаяся жидкостьдавление насыщенных паровстехиометрическая концентрациявзрывоопасная средарасчетный метод определенияграфический метод определенияcategory assignmenthighly flammable liquidpressure of saturated vapourstoichiometric concentrationexplosive environmentcomputational methodgraphical methodReferencesТехнический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021).Technical Regulations on fire safety requirements : Federal Law No. 123-FZ of 22.07.2008 (as amended on 30.04.2021). (rus).СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.SP 12.13130.2009. Determination of categories of premises, buildings and outdoor installations for explosion and fire hazards. (rus).ОНТП 10-99. Нормы технологического проектирования для предприятий машиностроения. Определение категорий (классификация) помещений и зданий предприятий по взрывопожарной и пожарной опасности. Противопожарные требования.ONTP 10-99. Norms of technological design for mechanical engineering enterprises. Definition of categories (classification) of premises and buildings of enterprises for explosion and fire hazard. Fire protection requirements. (rus).НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.NPB 105-03. Determination of categories of premises, buildings and outdoor installations for explosion and fire hazards. (rus).ОНТП 24-86. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.ONTP 24-86. Determination of categories of premises and buildings for explosion and fire hazard. (rus).СНиП II-90-81. Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования.SNiP II-90-81. Industrial buildings of industrial enterprises. Design standards. (rus).СН 463-74. Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности.CH 463-74. Instructions for determining the category of production for explosive, explosion and fire hazard. (rus).СН 102-71. Противопожарные нормы строительного проектирования промышленных предприятий и населенных мест.CH 102-71. Fire safety standards of construction design of industrial enterprises and populated areas. (rus).ОСТ 90 015-39. Общесоюзные нормы строительного проектирования промышленных предприятий.OST 90 015-39. All-Union norms of construction design of industrial enterprises. (rus).Корольченко А.Я., Загорский Д.О. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности : учеб. пос. М. : Пожнаука, 2010. 118 с.Korolchenko A.Ya., Zagorsky D.O. Categorization of premises and buildings by explosion and fire hazard : study guide. Moscow, Pozhnauka Publ., 2010; 118. (rus).Пособие по применению СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.Manual on the use of SP 12.13130.2009. Determination of categories of premises, buildings and outdoor installations for explosion and fire hazards. (rus).Пособие по применению НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.Manual on the use of NPB 105-03. Determination of categories of premises, buildings and outdoor installations for explosion and fire hazards. (rus).Хрунов В.А., Касаткина В.И. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности : метод. указ. Иваново : Ивановский ГПУ, 2016. 36 с.Khrunov V.A., Kasatkina V.I. Categorization of premises and buildings by explosion and fire hazard : methodical instructions. Ivanovo, Ivanovo GPU, 2016; 36. (rus).Водиев П.П. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Ульяновск : УВАУ ГАИ, 2009. 19 с.Vodiev P.P. Definition of categories of premises and buildings for explosion and fire hazard. Ulyanovsk, UVAU GAI, 2009; 19. (rus).Овчаренко А.Г., Смирнов В.В. Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности производственных помещений. Бийск : АГТУ им. Ползунова И.И., 2019. 27 с.Ovcharenko A.G., Smirnov V.V. Calculation of criteria for explosion and fire hazard of industrial premises. Biysk, AGTU im. Polzunova I.I., 2019; 27. (rus).Hou J., Liu Q. Theoretical models and experimental determination methods for equations of state of silicate melts: A review // Science China Earth Sciences. 2019. Vol. 62. Issue 5. Pp. 751–770. DOI:10.1007/s11430-017-9325-3Hou J., Liu K. Theoretical models and experimental methods for determining the equations of state of silicate melts: Review. Science China Earth Sciences. 2019; 62(5):751-770. DOI:10.1007/s11430-017-9325-3Cui Z., Yan Y., Liu Q., Zhao X., Xu X., Liu F. et al. Accurate determination of low-dimensional materials’ complex refractive index by cavity resonant method // Optical Materials. 2022. Vol. 131. P. 112682. DOI:10.1016/j.optmat.2022.112682Cui Z., Yan Y., Liu Q., Zhao X., Xu X., Liu F. et al. Precise determination of the complex refractive index of low-dimensional materials by the resonator resonance method. Optical Materials. 2022; 131:112682. DOI:10.1016/j.optmat.2022.112682Lang F.C., Xing Y.M., Zhao Y.R., Zhu J., Hou X.H., Zhang W.G. Experimental determination of the interface residual stresses of carbon-fiber-reinforced polymers // Advanced Composite Materials. 2020. Vol. 24(sup1). Pp. 33–47. DOI:10.1080/09243046.2014.937136Lang F.K., Xing Y.M., Zhao Y.R., Zhu J., Hou H.H., Zhang U.G. Experimental determination of residual stresses at the interface of polymers reinforced with carbon fiber. Composite Structures. 2020; 24(sup1): 33-47. DOI:10.1080/09243046.2014.937136Habib F., Tocher D.A., Press N.J., Carmal C.J. Structure determination of terpenes by the crystalline sponge method // Microporous and Mesoporous Materials. 2020. Vol. 308. P. 110548. DOI:10.1016/j.micromeso.2020.110548Habib F., Tocher D.A., Press N.J., Karmal K.J. Determination of the structure of terpenes by the crystal sponge method. Microporous and Mesoporous Materials. 2020; 308:110548. DOI:10.1016/j.micromeso.2020.110548Lv Y., Liang J., Wang B., Zhang X., Yuan W., Li Y., Xie J. Effect of heat and moisture transfer on the growth of mould on the inner surface of walls: A case study in Dalian of China // Building Simulation. 2020. Issue 13. Issue 6. Pp. 1269–1279. DOI:10.1007/s12273-014-0200-9Lv Yu., Liang J., Wang B., Zhang H., Yuan W., Li Yu. et al. Influence of heat transfer and moisture transfer on the growth of mold on the inner surface of walls: a case study in Dalian, China. Modeling of Buildings. 2020; 13(6):1269-1279. DOI:10.1007/s12273-014-0200-9Баратов А.Н. Категорирование объектов по пожаровзрывоопасности // Итоги науки и техники. Пожарная охрана : сб. науч. тр. Т. 6. М. : ВИНИТИ, 1985. С. 41–68.Baratov A.N. Categorization of objects by fire and explosion hazard. Results of science and technology. Fire Protection : collection of scientific papers. Vol. 6. Moscow, VINITI, 1985; 41-68. (rus).Баратов А.Н., Пчелинцев В.А., Никонова Е.В. Совершенствование системы категорирования помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2001. Т. 10. № 3. С. 25–27.Baratov A.N., Pchelintsev V.A., Nikonova E.V. Improvement of the system of categorization of premises and buildings by explosion and fire hazard. Pozharovzryvobezopasnost/ Fire and Explosion Safety. 2001; 10(3):25-27. (rus).Земский Г.Т., Вогман Л.П., Масленников В.В., Зуйков В.А., Зенин В.А. Определение категории помещений по пожаровзрывоопасности, в которых обращаются взаимореагирующие вещества // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 1993. № 4. С. 28–31.Zemsky G.T., Vogman L.P., Maslennikov V.V., Zuikov V.A., Zenin V.A. Determination of the category of premises by fire and explosion hazard in which mutually reacting substances are handled. Pozharovzryvobezopasnost/ Fire and Explosion Safety. 1993; 4:28-31. (rus).Шебеко Ю.Н., Корольченко А.Я., Шевчук А.П. О принципе «максимального ожидаемого воздействия » при категорировании производственных помещений по взрывопожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 1992. Т. 1. № 3. С. 46–48.Shebeko Yu.N., Korolchenko A.Ya., Shevchuk A.P. On the principle of “maximum expected impact” when categorizing industrial premises by explosion and fire hazard. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 1992; 1(3):46-48. (rus).Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. К вопросу о категорировании помещений для хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2006. Т. 15. № 1. С. 25–29.Vasyukov G.V., Korolchenko A.Ya., Rubtsov V.V. On the problem of categorization of premises for storage and technical service of gas-balloon fire automobiles. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2006; 15(1):25-29. (rus).Харламенков А.С. Категорирование помещений газовых котельных по взрывопожарной и пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2018. № 27. № 11. С. 70–72. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36576465Kharlamenkov A.S. Categorization of gas boiler rooms on explosion and fire hazard. Pozharovzryvobezopasnost/ Fire and Explosion Safety. 2018; 27(11):70- 72. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36576465 (rus).Вогман Л.П., Земский Г.Т., Зуйков В.А., Кондратюк Н.В., Зуйков А.В. Методологический подход к определению категорий по взрывопожарной и пожарной опасности помещений и наружных установок хранения фейерверочных изделий I–III классов опасности // Актуальные проблемы пожарной безопасности : мат. XXХI Междунар. науч.-практ. конф. Балашиха, 2019. С. 155–157. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38074288Vogman L.P., Zemsky G.T., Zuikov V.A., Kondratyuk N.V., Zuikov A.V. Methodological approach to the definition of categories for explosion and fire hazard of premises and outdoor installations for the storage of fireworks of hazard classes I–III. Actual Problems of Fire Safety : materials of the XXVI International Scientific and Practical Conference. Balashikha, 2019; 155-157. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38074288 (rus).Земский Г.Т., Зуйков В.А. О категорировании помещений с наличием летучих жидкостей // Пожарная безопасность. 2013. № 1. С. 39–45. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18875599Zemsky G.T., Zuikov V.A. Classification of premises with the presence of volatile liquids. Fire Safety. 2013; 1:39-45. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18875599 (rus).Пейсахов И.Л., Лютин Ф.Б. Атлас диаграмм и номограмм по газопылевой технике. М. : Металлургия, 1974. 116 с.Peisakhov I.L., Lyutin F.B. Atlas of diagrams and nomograms for gas-dust technology. Moscow, Metallurgya Publ., 1974; 116. (rus).Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов : руководство. М. : ВНИИПО МЧС России, 2002. 77 c.Calculation of the main indicators of fire and explosion hazard of substances and materials : manual. Moscow, VNIIPO EMERCOM of Russia, 2002; 33. (rus).Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник. М. : Пожнаука, 2004.Korolchenko A.Ya., Korolchenko D.A. Fire and explosion hazard of substances and materials and means of extinguishing them : reference. Moscow, Pozhnauka Publ., 2004. (rus).Земский Г.Т. Физико-химические и огнеопасные свойства органических химических соединений : справочник. М. : ВНИИПО МЧС России, 2016. 971 с.Zemsky G.T. Physico-chemical and flammable properties of organic chemical compounds : reference. Moscow, VNIIPO EMERCOM of Russia, 2016; 971. (rus).Портола В.А., Луговцева Н.Ю., Торосян Е.С. Расчет процессов горения и взрыва : учеб. пос. Томск : Томского политехнического университета, 2012. 108 с.Portola V.A., Lugovtseva N.Yu., Torosyan E.S. Calculation of combustion and explosion processes : study guide. Tomsk, Publishing House of Tomsk Polytechnic University, 2012; 108. (rus).Смелков Г.И., Пехотиков В.А., Рябиков А.И., Назаров А.А. К вопросу о пожарной опасности аккумуляторных батарей // Безопасность труда в промышленности. 2020. Т. 5. С. 56–62. DOI:10.24000/0409-2961-2020-5-56-62Smelkov G.I., Pekhotikov V.A., Ryabikov A.I., Nazarov A.A. To the issue of accumulator batteries fire safety. Occupational Safety in Industry. 2020; 5:56-62. DOI:10.24000/0409-2961-2020-5-56-62 (rus).Nikulina Y., Shulga T., Sytnik A., Toropova O. System analysis of the process of determining the room category on explosion and fire hazard // Studies in Systems, Decision and Control. 2021. Vol. 337. Pp. 125–139. DOI:10.1007/978-3-030-65283-8_11Nikulina Yu., Shulga T., Sytnik A., Toropova O. System analysis of the process of determining the category of premises for explosion and fire hazard. Research in the Field of Systems, Decision-Making and Management. 2021; 337:125-139. DOI:10.1007/978-3-030-65283-8_11Shulga T., Nikulina Y. Decision support system for fire alarm design // Studies in Systems, Decision and Control. 2022. Vol. 416. Pp. 407–416. DOI:10.1007/978-3-030-95112-2_33Shulga T., Nikulina Yu. Decision support system in the design of fire alarm systems. Research in the Field of Systems, Decision-Making and Management. 2022; 416:407-416. DOI:10.1007/978-3-030-95112-2_33Glushkov D.O., Paushkina K.K., Pleshko A.O., Vysokomorny V.S. Characteristics of micro-explosive dispersion of gel fuel particles ignited in a high-temperature air medium // Fuel. 2022. Vol. 313. P. 123024. DOI:10.1016/j.fuel.2021.123024Glushkov D.O., Paushkina K.K., Pleshko A.O., Vysokogorny V.S. Characteristics of micro-explosive dispersion of gel fuel particles igniting in a high-temperature air environment. Fuel. 2022; 313:123024. DOI:10.1016/j.fuel.2021.123024Okamoto K., Ichikawa T., Fujimoto J., Kashiwagi N., Nakagawa M., Hagiwara T. et al. Prediction of evaporative diffusion behavior and explosion damage in gasoline leakage accidents // Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 148. Pp. 893–902. DOI:10.1016/j.psep.2021.02.010Okamoto K., Ichikawa T., Fujimoto J., Kashiwagi N., Nakagawa M., Hagiwara T. et al. Prediction of evaporative diffusion behavior and explosion damage in gasoline leakage accidents. Process Safety and Environmental Protection. 2021; 148:893-902. DOI:10.1016/j.psep.2021.02.010Wang T., Zhou Y., Luo Z., Wen H., Zhao J., Su B. et al. Flammability limit behavior of methane with the addition of gaseous fuel at various relative humidities // Process Safety and Environmental Protection. 2020. Vol. 140. Pp. 178–189. DOI:10.1016/j.psep.2020.05.005Wang T., Zhou Yu., Luo Z., Wen H., Zhao J., Su B. et al. Behavior of the flammability limit of methane with the addition of gaseous fuel at different relative humidity. Technological Safety and Environmental Protection. 2020; 140:178-189. DOI:10.1016/j.psep.2020.05.005

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