<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.22227/0869-7493.2025.34.02.50-59</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-1489</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICAL MODELING, NUMERICAL METHODS AND PROGRAM COMPLEXES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка времени блокирования путей эвакуации по объемной счетной концентрации твердых частиц дыма, образующегося при горении твердых горючих материалов в помещении</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Estimation of the blocking time of evacuation routes based on the volume counting concentration of solid smoke particles produced by burning solid combustible materials in a room</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7234-1339</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пузач</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Puzach</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ПУЗАЧ Сергей Викторович, д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, начальник кафедры инженерной теплофизики и гидравлики</p><p>129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4</p><p>Scopus: 7003537835, ResearcherID: U-2907-2019</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey V. PUZACH, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Honored Scientist of the  Russian Federation, Head of Thermal Physics and Hydraulic Department</p><p>Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366</p><p>ResearcherID: U-2907-2019, Scopus: 7003537835</p></bio><email xlink:type="simple">puzachsv@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8017-9642</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Журавлев</surname><given-names>Ю. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zhuravlev</surname><given-names>Yu. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЖУРАВЛЕВ Юрий Юрьевич, начальник отдела нормативно-технического и перспективного развития пожарной безопасности</p><p>121357, г. Москва, ул. Ватутина, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Yuri Yu. ZHURAVLEV, Head of the Department of Regulatory-Technical and Prospective Development</p><p>Vatutina St., 1, Moscow, 121357</p></bio><email xlink:type="simple">Zhur001@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Академия Государственной противо­пожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>the State Fire Academy of the Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination on Consequences of Natural Disasters</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Департамент надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Fire Safety Department of Supervision and Fire Prevention of EMERCOM of Russia</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>05</month><year>2025</year></pub-date><volume>34</volume><issue>2</issue><fpage>50</fpage><lpage>59</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Пузач С.В., Журавлев Ю.Ю., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Пузач С.В., Журавлев Ю.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Puzach S.V., Zhuravlev Y.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1489">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1489</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. В качестве опасного фактора пожара в научной и нормативной литературе учитывается только одно опасное свойство дыма — снижение видимости. Поэтому оценка времени блокирования путей эвакуации по объемной счетной концентрации твердых частиц дыма является актуальной научной задачей.</p></sec><sec><title>Цели и задачи</title><p>Цели и задачи. Целью работы является экспериментально-теоретическая оценка времени блокирования путей эвакуации во время пожара в помещении по объемной концентрации твердых частиц дыма. Для достижения поставленной цели необходимо провести экспериментальное исследование дымообразующей способности горючих материалов по количеству частиц дыма и получить формулу для расчета времени блоки­рования путей эвакуации по объемной счетной концентрации твердых частиц дыма.</p></sec><sec><title>Методы</title><p>Методы. Экспериментальный метод измерения количества, размеров и массы взвешенных твердых частиц в газовой среде, образующейся в маломасштабной опытной установке при горении различных веществ и материалов. Аналитический метод расчета времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара.</p><p>Результаты и их обсуждение. Предложена формула для расчета времени блокирования путей эвакуации по объемной концентрации твердых частиц дыма.Получены экспериментальные зависимости от времени удельной массовой скорости газификации и удельные коэффициенты дымообразования по объемной счетной концентрации твердых частиц дыма с эквивалентным диаметром, меньшим 2,5 мкм, при испытаниях образцов древесины, изоляции кабелей и элементов микроэлектроники.Представлены результаты численных экспериментов по расчету времени блокирования путей эвакуации по потере видимости в дыму и по объемной счетной концентрации твердых частиц дыма.Обнаружено, что объемная концентрация частиц дыма может быть первым опасным фактором пожара, блокирующим пути эвакуации.</p></sec><sec><title>Выводы</title><p>Выводы. Наиболее опасные по воздействию на организм человека во время его эвакуации при пожаре мелкодисперсные твердые частицы дыма с эквивалентным диаметром, меньшим 2,5 мкм, могут быть опасным фактором пожара, первым блокирующим пути эвакуации.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. As a fire hazard in the scientific and regulatory literature, only one hazardous property of smoke is taken into account — reduced visibility. Therefore, estimating the blocking time of escape routes by the volumetric counting concentration of solid smoke particles is an urgent scientific task.</p></sec><sec><title>Aims and objectives</title><p>Aims and objectives. The aim of the work is experimental and theoretical estimation of the blocking time of evacuation routes during a fire in a room by the volume concentration of solid smoke particles. To achieve this goal, it is necessary to conduct an experimental study of the smoke-forming ability of combustible materials by the number of smoke particles and obtain a formula for calculating the time for blocking escape routes by the volumetric counting concentration of solid smoke particles.</p></sec><sec><title>Methods</title><p>Methods. An experimental method of measuring the amount, size and mass of suspended solids in a gaseous medium forming in a small-scale pilot plant during combustion of various substances and materials. Analytical method for calculation of evacuation route blocking time by fire hazards is used.</p></sec><sec><title>Results and discussion</title><p>Results and discussion. Formula for calculation of evacuation route blocking time by volume concentration of solid smoke particles is proposed.Experimental time dependences of the specific mass rate of gasification and specific smoke formation coefficients based on the volumetric count concentration of solid smoke particles with an equivalent diameter less than 2.5 μm were obtained during testing of specimens of wood, cable insulation, and microelectronic elements.The results of numerical experiments on calculation of time of blocking evacuation routes due to loss of visibility in smoke and the volumetric count concentration of solid smoke particles are presented.It was found that the volumetric concentration of smoke particles can be the first fire hazard blocking escape routes.</p></sec><sec><title>Conclusions</title><p>Conclusions. Solid smoke particles with an equivalent diameter less than 2.5 μm, which are the most dangerous to the human body during evacuation in case of fire, can be a fire hazard that first blocks the escape routes.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пожар</kwd><kwd>сажа</kwd><kwd>древесина</kwd><kwd>изоляция кабеля</kwd><kwd>микроэлектроника</kwd><kwd>эвакуация</kwd><kwd>токсикология</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>fire</kwd><kwd>soot</kwd><kwd>wood</kwd><kwd>cable insulation</kwd><kwd>microelectronics</kwd><kwd>evacuation</kwd><kwd>toxicology</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кошмаров Ю.А., Пузач С.В., Лебедченко О.С., Нгуен Т.Х. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. М. : Академия ГПС МЧС России, 2021. 148 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koshmarov Yu.A., Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Nguyen T.Kh. Prediction of indoor fire hazards. Academy of GPS EMERCOM of Russia. Moscow, 2021; 148. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. М. : Стройиздат, 1990. 424 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Draisdale D. Introduction to fire dynamics. Stroyizdat. Moscow, 1990; 424. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зотов Ю.С. Процесс задымления помещений при пожаре и разработка метода необходимого времени эвакуации людей : дис. … канд. техн. наук. М., 1989. 273 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zotov Yu.S. The process of smoke in a fire and the development of a method for the necessary time for evacuation of people : dissertation of candidate of technical sciences. Moscow, 1989; 273. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Purser D.A., McAllister J.L. Assessment of Hazards to Occupants from Smoke, Toxic Gases, and Heat // SFPE Handbook of fire protection engineering. Edition: 5th Chapter: 63. New York : Publisher: Springer, 2016. DOI: 10.1007/978-1-4939-2565-0_63</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Purser D.A., McAllister J.L. Assessment of Hazards to Occupants from Smoke, Toxic Gases, and Heat. SFPE Handbook of fire protection engineering. Edition: 5th Chapter: 63. New York, Publisher: Springer, 2016. DOI: 10.1007/978-1-4939-2565-0_63</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Суриков А.В., Лешенюк Н.С. Методика расчета видимости при пожаре // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2019. Т. 3. № 4. С. 412–419. DOI: 10.33408/2519-237X.2019.3-4.412</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Surikov A.V., Leshenyuk N.S. Methods for calculating visibility in case of fire. Bulletin of the University of Civil Protection of the Ministry of Emergencies of Belarus. 2019; 3(4):412-419. DOI: 10.33408/2519-237X.2019.3-4.412 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Burlacu D., Georgescu A.M., Vartires A., Marinescu I.N. Experimental Evaluation of Visibility in Simulated Smoke // International Conference on ENERGY and ENVIRONMENT (CIEM). 2019. DOI: 10.1109/CIEM46456.2019.8937634</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Burlacu D., Georgescu A.M., Vartires A., Marinescu I.N. Experimental Evaluation of Visibility in Simulated Smoke. International Conference on ENERGY and ENVIRONMENT (CIEM). 2019. DOI: 10.1109/CIEM46456.2019.8937634</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Surikov А.В., Leshenyuk Н.С. Determination of building materials’s smoke generating characteristics and calculating the visibility in a fire // Journal of Civil Protection. 2021. Nо. 5 (1). Pp. 5–19. DOI: 10.33408/2519-237X.2021.5-1.5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Surikov А.В., Leshenyuk Н.С. Determination of building materials’s smoke generating characteristics and calculating the visibility in a fire. Journal of Civil Protection. 2021; 5(1):5-19. DOI: 10.33408/2519-237X.2021.5-1.5</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маркизова Н.Ф., Преображенская Т.Н., Башарин В.А., Гребенюк А.Н. Токсичные компоненты пожаров : Серия «Токсикология для врачей». СПб. : «ООО Издательство ФОЛИАНТ», 2008. 208 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Markizova N.F., Preobrazhenskaya T.N., Basharin V.A., Grebenyuk A.N. Toxic components of fires : Series “Toxicology for doctors”. St. Petersburg, LLC Publishing House FOLIANT, 2008; 208. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Alarie Y. Toxicity of fire smoke // Crit Rev Toxicol. 2002. No. 32 (4). Рр. 259–89. DOI: 10.1080/20024091064246</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alarie Y. Toxicity of fire smoke. Crit Rev Toxicol. 2002; 32(4):259-89. DOI: 10.1080/20024091064246</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhdanova A.O., Volkov R.V., Kuznetsov G.V., Kopylov N.P., Strizhak P.A., Syshkina E.Y. et al. Solid particle deposition of indoor material combustion products // Process Safety and Environmental Protection. 2022. Vol. 162. Рр. 494–512. DOI: 10.1016/j.psep.2022.04.033</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhdanova A.O., Volkov R.V., Kuznetsov G.V., Kopylov N.P., Strizhak P.A., Syshkina E.Y. et al. Solid particle deposition of indoor material combustion products. Process Safety and Environmental Protection. 2022; 162:494-512. DOI: 10.1016/j.psep.2022.04.033</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mahamuni G., Rutherford J., Davis J., Molnar E. Excitation-emission matrix spectroscopy for analysis of chemical composition of combustion generated particulate matter // Environ. Sci. Technol. 2020. Pp. 8198–8209. DOI: 10.1021/acs.est.0c01110</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mahamuni G., Rutherford J., Davis J., Molnar E. Excitation-emission matrix spectroscopy for analysis of chemical composition of combustion generated particulate matter. Environ. Sci. Technol. 2020; 8198-8209. DOI: 10.1021/acs.est.0c01110</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lemkowitz S.M., Pasman H.J. A review of the fire and explosion hazards of particulates // KONA Powder and Particle Journal. 2014. Vol. 31. Pp. 53–81. DOI: 10.14356/kona.2014010</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lemkowitz S.M., Pasman H.J. A review of the fire and explosion hazards of particulates. KONA Powder and Particle Journal. 2014; 31:53-81. DOI: 10.14356/kona.2014010</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Невмержицкий Н.В. Методика оценки и прогнозирования экстремального загрязнения воздуха на автомагистралях мелкодисперсными взвешенными частицами PM10 и PM2.5 : дис. … канд. техн. наук. СПб., 2017. 154 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nevmerzhitsky N.V. Methodology for assessing and predicting extreme air pollution on highways with fine suspended particles PM10 and PM2.5 : dissertation of candidate of technical sciences. St. Petersburg, 2017; 154. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Звягинцева А.В., Павленко А.А. Основы токсикологии : учеб. пособие. Воронеж : ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 251 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zvyagintseva A.V., Pavlenko A.A. Fundamentals of toxicology : tutory manual. Voronezh, FSBEI HPE “Voronezh State Technical University”, 2012; 251. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bartzis G., Kalimeri K., Sakellaris A. Environmental data treatment to support exposure studies: The statistical behavior for NO2, O3, PM10 and PM2.5 air concentrations in Europe // Environmental Research. 2020. Vol. 81. Р. 108864. DOI: 10.1016/j.envres.2019.108864</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bartzis G., Kalimeri K., Sakellaris A. Environmental data treatment to support exposure studies: The statistical behavior for NO2, O3, PM10 and PM2.5 air concentrations in Europe. Environmental Research. 2020; 181:108864. DOI: 10.1016/j.envres.2019.108864</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Физиология человека : учебник / под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Медицина, 2003. 656 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Human physiology : textbook / ed. V.M. Pokrovsky, G.F. Korotko. 2nd ed., Revised and add. Moscow, Medicine, 2003: 656. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Внутренние болезни. В 10 кн. Кн. 6. Болезни дыхательных путей. Болезни почек и мочевых путей : пер. с англ. / под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфаидр. М. : Медицина, 1995. 416 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Internal diseases. In 10 books. Book 6. Respiratory tract diseases. Kidney and urinary tract diseases : per. from English / ed. E. Braunwald, K.J. Isselbacher, R.G. Petersdorfaidr. Moscow, Medicine, 1995; 416.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С.В., Журавлев Ю.Ю. Болдрушкиев О.Б., Акперов Р.Г. Экспериментальная оценка объемной концентрации и размеров твердых частиц дыма, образующихся при терморазложении горючих материалов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2024. № 2. С. 5–12. DOI: 10.25257/FE.2024.2.5-12</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Puzach S.V., Zhuravlev Yu.Yu., Boldrushkiev O.B., Akperov R.G. Experimental assessment of volume concentration and size of solid smoke particles formed during thermal decomposition of combustible materials. Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024; 2:5-12. DOI: 10.25257/FE.2024.2.5-12 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С.В., Акперов Р.Г. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования моно­оксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and explosion safety. 2016. Т. 25. № 5. С. 18–25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Puzach S.V., Akperov R.G. Experimental determination of the specific coefficient of release of carbon monoxide during a fire in the room. Pozharovzryvobezopasnost’/Fire and Explosion Safety. 2016; 25(5):18-25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С.В., Бачурин Д.В., Акперов Р.Г., Болдрушкиев О.Б., Балаев А.А. Образование токсичных газов при горении мягких игрушек в многофункциональных торгово-развлекательных комплексах // Пожаровзрывобезопасность/Fire and explosion safety. 2023. Т. 32. № 1. С. 41–50. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.01.­41-50</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Puzach S.V., Bachurin D.V., Akperov R.G., Boldrushkiev О.B., Balaev A.A. Generation of toxic gases during combustion of stuffed toys in multifunction shopping malls. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and explosion safety. 2023; 32(1):41-50. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.01.41-50</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
