Об уточненной оценке координат очага пожара в помещении

Введение. Проблема быстрого определения координат пожара в помещении является весьма актуальной для своевременного осуществления принудительной активации оросителей. Решению данной проблемы посвящен ряд работ, в частности приведен способ графоаналитического определения координат (х_о, у_о) очага пожара в помещении.

Теоретическая часть. Разработанный авторами метод дает возможность определить координаты пожара благодаря показаниям N термодатчиков. Метод обладает следующими особенностями:

а) основывается на модели пожара, полученной Р. Альпертом для помещений, и свидетельствует о том, что нужно учитывать не просто температуру, фиксируемую термодатчиками, а значение этой температуры в третьей степени;

б) позволяет определить координаты очага пожара не только по приращению температуры, но и по скорости ее роста, причем результат в обоих случаях будет практически одинаковым и не зависящим ни от высоты помещения, ни от времени, ни от формы пожара.

Компьютерный эксперимент. Для верификации полученного выражения был проведен компьютерный эксперимент на примере помещения склада. Для двух вариантов пожара А и Б с применением модели Р. Альперта и заданными координатами очагов, используя специально разработанную компьютерную программу, были смоделированы динамика прироста температуры ΔTi (t) и скорости ее изменения.

Натурный эксперимент. В работе приведены результаты натурного эксперимента, при котором были зарегистрированы данные с 16 термопар, показывающие распространение теплового поля пожара. С использованием этих данных в компьютерной программе стало возможным определить координаты пожара, соответствующие реальному местоположению очага.

Выводы. На основе полученного выражения можно оперативно, с приемлемой достоверностью определять координаты очага пожара, что позволяет принудительно активировать один, два или три оросителя, которые способны подавить пожар на самой ранней стадии с минимальным количеством расходуемого огнетушащего вещества.

1. Markus E., Snegirev A., Kuznetsov E., Tanklevskiy L. Application of a simplified pyrolysis model to predict fire development in rack storage facilities // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1107. Issue 4. P. 042012. DOI: 10.1088/1742-6596/1107/4/042012

2. Markus E., Snegirev A., Kuznetsov E., Tanklevskiy L. Fire growth in a high-rack storage // Proceedings of the Ninth International Seminar on Fire and Explosion Hazards. 2019. Vol. 2. Pp. 796–807. DOI: 10.18720/spbpu/2/k19-70

3. Дорожкин А.С., Таранцев А.А., Минкин Д.Ю. Проблема пожарной безопасности подземных автостоянок // Проблемы управления рисками в техносфере. 2015. № 1 (33). С. 13–18.

4. Таранцев А.А., Шидловский Г.Л., Поташев Д.А. Особенности распространения опасных факторов пожара в подземных стоянках автомобилей // Проблемы управления рисками в техносфере. 2020. № 1 (53). С. 43–52.

5. Kopylov S., Tanklevskiy L., 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. 2012. Vol. 1. Pp. 87–92.

6. Родэ А.А., Иванов Е.Н., Климов Г.В. Автоматические установки для тушения пожаров. М. : Стройиздат, 1965. 187 с.

7. Ходаков В.Ф. Автоматические установки водяного пожаротушения. Киев : Будiвельник, 1970. 92 c.

8. Бубырь Н.Ф., Иванов А.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. Установки автоматической противопожарной защиты : учеб. пособие для пожарно-техн. училищ. М. : Стройиздат, 1979. 176 с.

9. Болотин Е.Т., Мажара И.И., Пестмаль Н.Ф. Проектирование установок автоматического пожаротушения. Киев : Будiвельник, 1980. 116 с.

10. Бубырь Н.Ф., Воробьев Р.П., Быстров Ю.В., Зуйков Г.М. Эксплуатация установок пожарной автоматики. М. : Стройиздат, 1986. 367 с.

11. Агафонов В.В., Копылов Н.П. Установки аэрозольного пожаротушения: элементы и характеристики, проектирование, монтаж и эксплуатация. М. : ВНИИПО, 1999. 232 с.

12. Мешман Л.М., Цариченко С.Г., Былинкин В.А., Алешин В.В., Губин Р.Ю. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М. : ВНИИПО МЧС РФ, 2002. 413 с.

13. Собурь С.В. Установки пожаротушения автоматические : справочник. М. : Спецтехника, 2003. 400 с.

14. Сафронов В.В., Аксенова Е.В. Выбор и расчет параметров установок пожаротушения и сигнализации : учеб. пособие. Орел : ОрелГТУ, 2004. 57 с.

15. Храпский С.Ф., Стариков В.И., Рысев Д.В. Производственная и пожарная автоматика : учеб. пособие. Омск : Издательство ОмГТУ, 2013. 152 с.

16. Собурь С.В. Установки пожарной сигнализации : учебно-справочное пособие. М. : Пожкнига, 2015. 256 с.

17. Воронков О.Ю. Расчет, монтаж и эксплуатация автоматических установок пожаротушения : учеб. пособие. Омск : Издательство ОмГТУ, 2016.

18. Илюшов Н.Я. Автоматические установки пожаротушения : учеб. пособие. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2016. 134 с.

19. Mitchell N.D. New Light on Self-Ignition // Quarterly of the National Fire Protection Association. 1951. Vol. 45. Issue 2. Pp. 165–172.

20. Rasbash D.J. The extinction of fires by water sprays // Fire Research Abstracts and Reviews. 1962. Vol. 4. Pр. 28–52.

21. Williams F.A. A unified view of fire suppression // Journal of Fire and Flammability. 1974. Vol. 5. Pр. 54–63.

22. Bryan J.L. Fire suppression and detection systems. Beverley Hills, California : Glencoe Press, 1974. 409 p.

23. Yao C. Development of large-drop sprinklers // FMRC Technical Report Serial No. 22476. Norwood, MA : Factory Mutual Research Corporation, 1976.

24. Bullen M.L. The effect of a sprinkler on the stability of a smoke layer beneath a ceiling // Fire Technology. 1977. No. 13. Pр. 21–34. DOI: 10.1007/BF02338883

25. Yao C. Application of sprinkler technology // Workshop on Engineering Applications of Fire Technology held at the National Bureau of Standards. 1980.

26. Fire protection handbook: Fifteenth Edition. National Fire Protection Association, 1981. 50 p.

27. Tanklevskiy L., Tsoy A., Snegirev A. Electrically controlled dynamic sprinkler activation: Computational assessment of potential efficiency // Fire Safety Journal. 2017. Vol. 91. Pp. 614–623. DOI: 10.1016/j.firesaf.2017.04.019

28. Tanklevskiy L., Vasiliev M., Meshman L., Snegirev A., Tsoi A. A novel methodology of electrically controlled sprinkler activation // Proceedings of the 13th International conference Interflam 2013 (Royal Holloway College University of London, UK, 24–26 June). 2013. Pp. 503–508.

29. Таранцев А.А., Танклевский Л.Т., Снегирев А.Ю., Цой А.С., Копылов С.Н., Мешман Л.М. Оценка эффективности спринклерной установки пожаротушения // Пожарная безопасность. 2015. № 1. С. 72–79.

30. Королева Л.А., Таранцев А.А., Груданова О.В. Об экономической оценке двух путей модернизации установок пожаротушения // Проблемы управления рисками в техносфере. 2007. № 1. С. 38–42.

31. Мешман Л.М., Снегирев А.Ю., Танклевский Л.Т., Таранцев А.А. О возможности использования пластиковых труб в спринклерных установках автоматического пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2014. Т. 23. № 10. С. 73–78.

32. Артамонов В.С., Груданова О.В., Таранцев А.А. Уточненный порядок расчета одноуровневых разветвленных гидравлических сетей // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2008. Т. 17. № 3. С. 77–83.

33. 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. 2013. Pp. 482–491. DOI: 10.3850/978-981-07-5936-0_07-05

34. 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.

35. Xin Y., Burchesky K., De Vries J., Magistrale H., Zhou X., D’Aniello S. SMART sprinkler protection for highly challenging fires — part 1: system design and function evaluation // Fire Technology. 2017. Vol. 53. Pp. 1847–1884. DOI: 10.1007/s10694-017-0662-2

36. Drysdale D. An introduction to fire dynamics. Chichester : John Wiley & Sons, 1985. 440 p.

37. Snegirev A.Yu., Tanklevskii L.T. The macrokinetics of indoor fire // High Temperature. 1998. Vol. 36. Issue 5. Pp. 737–743.

38. Snegirev A.Yu., Tanklevskii L.T. Numerical simulation of turbulent convection of gas indoors in the presence of a source of ignition // High Temperature. 1998. Vol. 36. Issue 6. Pp. 949–959.

39. Markus E., Snegirev A., Kuznetsov E., Tanklevskiy L. Application of the thermal pyrolysis model to predict flame spread over continuous and discrete fire load // Fire Safety Journal. 2019. Vol. 108. Р. 102825. DOI: 10.1016/j.firesaf.2019.102825

40. Alpert R.L. Ceiling Jet Flows // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Quincy : National Fire Protection Association, 2002. Pp. 2-18–2-31.

41. Пособие по применению «Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности». М. : ВНИИПО МЧС России, 2012.

42. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. М. : Физматгис, 1962. 349 с.