Исследования возможности применения беспилотных авиационных систем для пожаротушения высотных зданий и сооружений

Введение. Пожары в высотных зданиях и сооружениях представляют серьезную опасность как для находящихся в них людей, так и для материальных ценностей и самой конструкции здания. Зачастую развитие пожара происходит по наружной поверхности функционирующих объектов или внутри строящихся, что обуславливает проблему использования штатных инженерных решений по пожаротушению и требует применения мобильной техники оперативных подразделений пожарной охраны с использованием подачи огнетушащих средств снаружи здания.
Проблематика вопроса. Анализ эффективности различных способов подачи огнетушащих средств при тушении наружных пожаров высотных зданий показал недостаточно высокую эффективность наземной техники, что обуславливает необходимость рассмотреть возможность использования авиационных средств для тушения высотных зданий и сооружений. Учитывая требования, обеспечивающие эффективное пожаротушение с учетом требований безопасности и экономической целесообразности, в качестве летательного аппарата – носителя установки пожаротушения было выбрано беспилотное воздушное судно (БВС) AURA вертолетного типа. Для пожаротушения были использованы системы с различными огнетушащими средствами и способами их подачи в очаг горения, такими как импульсная подача воды и капсулы с огнетушащим составом, тонкораспыленная вода высокого давления и компрессионная пена. Основанием для выбора этих средств является возможность их подачи и применения на высоте до 300 м.
Результаты исследований. В ходе проведения испытаний ставились задачи определить возможность подачи огнетушащих составов в очаг горения при полете БВС, оценить эффективность этих огнетушащих средств и устойчивость БВС при подаче огнетушащих средств в очаг пожара. Для обеспечения безопасности испытания проводились на высоте, не превышающей 10 м, при этом были получены результаты, подтверждающие принципиальную возможность пожаротушения указанными средствами с использованием БВС AURA.
Выводы. В результате проведенных исследований были получены предварительные данные о возможности использования БВС с применением различных способов пожаротушения и горизонтальной подачей огнетушащих средств в качестве высокоэффективного средства борьбы с пожарами в высокоэтажных зданиях и сооружениях при подаче огнетушащих средств снаружи объекта.

1. Копылов Н.П. Сравнительный анализ противопожарных требований к высотным и многофункциональным зданиям в России и за рубежом // Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений : мат. XIX науч.-практ. конф. М. : ВПИИПО, 2005. С. 31–47.

2. Aluthwala A.D., Wickramarathne D.K.S., Wijeratne R.K.M.J.B., Jayasinghe M.T.R. Fire safety in high rise buildings // Annual Transactions of The Institution of Engineers. Sri Lanka, 2007. Pp. 1–5.

3. Казакова В.А., Терещенко А.Г., Недвига Е.С. Пожарная безопасность высотных многофункциональных зданий // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 3 (18). С. 38–56. DOI: 10.18720/CUBS.18.4 URL: https://unistroy.spbstu.ru/article/2014.18.4/

4. Воробьев В.Н. Навесные фасадные системы. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности. 2017. 44 с.

5. Пашов С.С., Бородин В.А., Киреев Д.Д. Применение пилотируемых и беспилотных авиационных комплексов для разведки, тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ в зданиях повышенной этажности // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2019. Т. 10. № 1. С. 291–292. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39842460

6. Подгрушный А.В., Денисов А.Н., Хонг Ч.Д. Проблемы тушения пожаров в зданиях повышенной этажности и высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2007. Т. 16. № 6. С. 56–59. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12513091

7. Изерушев Д.Е., Хабиров В.Г. Проблемы тушения пожара в высотных зданиях и зданиях повышенной этажности // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2019. Т. 20. № 1. С. 75–80. URL: http://journal.ugatu.ac.ru/index.php/mvu/article/view/2782

8. Гордиенко Д.М., Логинов В.И., Осипов Ю.Н., Ершов В.И., Михайлова Е.Д. Проблема использования беспилотных авиационных систем для тушения пожаров в зданиях повышенной этажности // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 4. С. 82–91. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.04.82-91

9. Pechoa P., Magdolenová P., Bugaja M. Unmanned aerial vehicle technology in the process of early fire localization of buildings // Transportation Research Procedia. 2019. Vol. 40. Pp. 461–468. DOI: 10.1016/j.trpro.2019.07.067

10. Grant G., Brenton J., Drysdale D. Fire suppression by water sprays // Progress in Energy and Combustion Science. 2000; 26:79. DOI: 10.1016/s0360-1285(99)00012-x

11. Jianghong Liu, Guangxuan Liao, Peide Li, Weicheng Fan, Qiang Lu. Progress in research and application of water mist fire suppression technology // Chinese Science Bulletin. 2003. Vol. 48. Pp. 718–725. DOI: 10.1007/BF03187040

12. Fitri Pancawardani, Dwi Arini Randy, Putra Yunindar Mohamad, Lutfi Ramadhan Fahri, Ali Imran Yulianto, Sulistyo Nugroho. Analysis of water mist fire suppression system applied on cellulose fire // Procedia Engineering. 2017. Vol. 170. Pр. 344–351. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.03.049

13. Корольченко Д.А., Громовой В.Ю., Ворогушин О.О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2011. Т. 20. № 8. С. 54–57. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16903034

14. CEN/TS 14972:2011. Ortsfeste Brandbekämpfungsanlagen – Feinsprüh-Löschanlagen. Planung und Einbau; Deutsche Fassung, Belgium, Brüssel, Europäisches Komitee für Normung, 2011. S. 9.

15. NFPA 750. Standard on water mist fire protection systems. Las Vegas, An International Codes and Standards Organization, National Fire Protection Association, 2015. 88 р.

16. Kim A., Dlugogorski B.Z. Multipurpose overhead compressed-air foam system and its fire suppression performance // Journal of Fire Protection Engineering. 1997. Vol. 8 (3). Pp. 133–150. DOI: 10.1177/104239159600800303

17. Taylor R.G. Technical Report 98: Compressed Air Foam Systems in Limited Staffing Conditions / R.G. Taylor – Morristown Fire Bureau – Morristown, New Jersey. 1998. Pp. 75–112.

18. Okunrounmu Oluwadamilola, Paul Lhotsky P., Hadjisophocleous G. Discharge characteristics of a portable compressed air foam system // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1107. P. 062007. DOI: 10.1088/1742-6596/1107/6/062007

19. Гордиенко Д.М., Павлов Е.В., Осипов Ю.Н., Ершов В.И., Панфилова Е.В. Проблемы использования компрессионной пены для тушения пожаров в зданиях повышенной этажности с применением беспилотных авиационных систем // Пожарная безопасность/Fire Safety. 2019. Т. 96. № 3. С. 42–46.

20. Грачулин А.В. Экспериментальные исследования движения компрессионной пены в горизонтальном цилиндрическом канале // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2016. № 1 (23). С. 68–77. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25449221

21. Толкачев О.Э., Дикенштейн И.Ф., Балта Д.Ф. Взаимное усиление огнетушащей эффективности комбинации веществ порошок – тонкораспыленная вода // Вестник Академии гражданской защиты. 2017. № 4 (12). С. 57–62. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32709764

22. Дикенштейн И.Ф., Балта Д.Ф. Комбинированное пожаротушение составом «порошок – воздушно-механическая пена» // Математическое моделирование в образовании, науке и производстве : мат. Х междунар. конф. 28–30 сентября 2017 г. Тирасполь, 2017.