Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Том 30, № 6 (2021)
Скачать выпуск PDF

ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ, ДЕТОНАЦИИ И ВЗРЫВА 

7-12 166
Аннотация

Введение. Рассмотрен массив известных экспериментальных данных, полученных преимущественно в стандартной камере объемом 1 м3. Это позволило представить характер трех зависимостей турбулентного горения аэровзвесей: зависимости минимального взрывоопасного содержания кислорода (МВСК) и индекса взрывоопасности Kst от энергии источника зажигания Eig (в логарифмическом масштабе) и зависимость Kst от начального содержания кислорода в воздухе Cox.
Эмпирические зависимости. Анализ показал, что все рассматриваемые зависимости с относительной точностью около 20 % могут быть представлены в виде линейных функций аргумента, изменяющегося в следующих пределах: Eig изменяется от минимальной энергии зажигания Emin до 10 кДж; Cox изменяется от МВСК до 21 % об. По характеру зависимости Kst от Eig все пыли делятся на два вида. Для пыли первого вида Kst не зависит от Eig, для пыли второго вида Kst ∝ (Eig – Emin).
Взаимосвязь эмпирических зависимостей. Показано, что рассмотренные эмпирические зависимости должны быть взаимосвязаны для пыли второго рода, а именно, наклоны Cn (n = 1, 2 и 3 — номер зависимости) линейных функций, аппроксимирующих данные зависимости для конкретного образца пыли, удовлетворяют соотношению: С2(21 % об.) = – С1С3(10 кДж). Из-за отсутствия образца пыли, для которого имеются данные по всем трем зависимостям, полученное соотношение подтвердили для средних значений параметров: <С2(21 % об.)> = –<С1>∙<С3(10 кДж)>.
Обсуждение результата. Удовлетворительная точность выполнения соотношения между C1, C2 и C3 порождает уверенность в объективности и взаимосвязи рассматриваемых эмпирических зависимостей турбулентного горения аэровзвесей.
Выводы. Показано, что рассмотренные эмпирические зависимости турбулентного горения аэровзвесей в камере объемом 1 м3 взаимосвязаны, и установлен вид этой связи.

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ 

13–23 148
Аннотация

Введение. В театральных и концертных залах создание акустической среды достигается, в том числе, за счет применения панелей для стен и потолков со специальными свойствами звукопоглощения. Однако современные материалы с необходимым уровнем акустических свойств зачастую не обеспечивают их соответствие существующим требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Проблематика вопроса. К наиболее эффективным по звукопоглощению и с широкой возможностью обеспечения высококачественного дизайнерского оформления зрительных залов относятся современные акустические панели на основе минеральных волокон.
Несмотря на негорючую основу, высокие акустические свойства таких декоративных изделий обеспечиваются дополнительным использованием комплекса материалов различного химического состава, строения и физико-механических свойств, которые в совокупности несколько снижают их пожарную безопасность. Из-за отсутствия требований пожарной безопасности, предъявляемых к специальным материалам, выполняющим функции звукопоглощения, возможность их применения в зрительных залах зданий и сооружений подтверждается, как правило, соответствием требованиям к традиционным декоративно-отделочным материалам. Вместе с тем, применение высокоэффективных акустических материалов затрудняется достаточно жесткими требованиями пожарной безопасности к декоративно-отделочным материалам стен и потолков.
Целью настоящей работы являлось проведение аналитических исследований по существующему нормативному обеспечению пожаробезопасного применения акустических материалов, выполнение сравнительных экспериментальных исследований по оценке их пожарно-технических характеристик для установления возможности разработки предложений по совершенствованию их допустимого использования в помещениях и залах культурно-зрелищных объектов.
Результаты и их обсуждение. На основе аналитических исследований установлены наиболее эффективные звукопоглощающие отделочные материалы пониженной пожарной опасности — минераловатные изделия из стекловолокна или каменной ваты. Проведены сравнительные экспериментальные исследования комплекса показателей пожарной опасности акустических декоративных материалов на основе минеральных волокон с целью возможной их регламентации для пожаробезопасного применения в общественных зрительных залах.
Выявлена целесообразность установления требований к акустическим материалам для стен и потолков в качестве изменений в действующие нормативно-технические документы по пожарной безопасности.
Выводы. Разработаны предложения по внесению изменений в действующие нормативно-технические документы по пожарной безопасности, в частности, сформулированы отдельные требования к акустическим материалам для стен и потолков зальных помещений.

24–38 138
Аннотация

Введение. В настоящее время многие объекты культурного наследия стали многофункциональными зданиями, в которых обеспечивается сохранение архитектурных и конструктивных решений, не всегда соответствующих требованиям действующих норм пожарной безопасности. На таких объектах с массовым пребыванием людей должна обеспечиваться безопасная эвакуация при пожаре. Для выявления характеристик пожарной опасности материалов, способных влиять на безопасную эвакуацию людей в помещениях зданий культурного наследия, необходимо проведение экспериментальных исследований.
Цели и задачи. Исследование термической деструкции исторических материалов, состаренных в естественных эксплуатационных условиях. Анализ данных по газообразным продуктам термодеструкции старинных материалов для определения их влияния на формирование опасных факторов пожара.
Методы исследования. С целью получения достоверных исходных данных, необходимых для моделирования динамики опасных факторов пожара (ОФП) при расчете времени блокирования путей эвакуации Зимнего дворца, были проведены экспериментальные исследования по определению показателей пожарной опасности древесины различных пород и возраста, используемой в исторических изделиях и конструкциях при эксплуатации здания.
Определение пожароопасных свойств образцов древесины проводилось при поддержке испытательной лаборатории НИЦ «ПБ» ИКБС НИУ МГСУ. Исследования методами термического анализа, совмещенными с ИК-спектроскопией, проводились при поддержке лаборатории ФГБУ «СЭУ ФПС ИПЛ» по г. Санкт-Петербургу.

Результаты и их обсуждение. Анализ результатов экспериментов материалов показал, что при термодеструкции исследуемых образцов, независимо от возраста и вида древесины, наряду с выделением диоксида углерода, в определенный для каждого образца температурный промежуток происходит выделение уксусной кислоты, влияющей на параметры пожароопасности материалов.
Выводы. Проведенные впервые в России исследования продуктов термодеструкции показали необходимость учета состава газообразных продуктов, выделяемых историческими материалами в результате термического разложения, при определении расчетных величин пожарного риска. Полученные уточненные исходные данные, необходимые для моделирования динамики опасных факторов пожара (ОФП) при расчете времени блокирования путей эвакуации Зимнего дворца, могут быть использованы и на ряде других культурно-исторических объектов для обеспечения пожаробезопасности.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ 

39–51 127
Аннотация

Введение. Моделирование процессов развития и ликвидации пожаров требует учета большого количества случайных факторов о среде пожара и доступных ресурсах для его ликвидации. Важной особенностью развития пожаров является их пошаговый характер, где одна фаза (стадия) закономерно сменяется другой в результате как протекания физических процессов горения, так и решений, принятых в тех или иных состояниях пожара. В практике моделирования многофазных (многостадийных) процессов широко используются такие их модели, как деревья решений, многошаговые позиционные игры, случайные процессы, в числе которых значимое место занимают дискретные цепи Маркова, и др. Все эти модели имеют каждая свою структуру и параметры. Выбор структуры модели для той или иной прикладной задачи является эвристическим шагом. Параметры моделей практически всегда задаются, исходя из логических умозаключений, физики протекающих процессов и имеющихся статистических данных о моделируемом явлении. Такой подход обычно называют нормативным. Его альтернативой является адаптивный подход, при котором параметры моделей оцениваются по ретроспективным данным. Такой подход позволяет построить достаточно адекватные реальным объектам модели, способные адаптироваться к нестационарностям среды и изменчивости предпочтений ЛПР.
Актуальность исследования заключается в разработке технологии машинного обучения марковских моделей процесса развития пожара, позволяющих прогнозировать время завершения как отдельных его фаз, так и пожара в целом. Марковская модель может служить и основой определения оптимального ранга пожара.
Цели и задачи. Целью работы является создание и апробация технологии построения моделей, позволяющих строить оценки времени завершения пожара. В соответствии с этой целью поставлены и задачи машинного обучения модели и ее использования для прогнозирования и определения ранга пожара.
Методы. В исследовании использованы методы теории случайных процессов, математическая статистика, имитационное моделирование, технико-экономическое оценивание. Исследование основано на материалах отечественных и зарубежных публикаций.
Результаты и их обсуждение. Предложенный метод машинного обучения цепей Маркова по статистическим данным о времени реагирования пожарно-спасательных подразделений, а также использование обученных моделей и технико-экономических оценок для назначения оптимального ранга пожара позволяют применять построенные на их основе алгоритмы в составе систем поддержки принятия решений пожарной безопасности.
Выводы. Представленные результаты решения задачи построения адекватных моделей для прогнозирования фаз развития пожара и определения ранга пожара дают основание для построения эффективных систем поддержки принятия решений на оперативном горизонте управления пожарной безопасностью.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ОБЪЕКТОВ 

52–60 175
Аннотация

Введение. Одним из важнейших этапов в разработке требований пожаровзрывобезопасности при проектировании и эксплуатации объектов хранения нефти и нефтепродуктов является корректная экспертиза фактов пожаров и взрывов. К сожалению, электронные ресурсы не всегда правильно раскрывают причины пожаров и не позволяют сделать правильные оценки уровня пожаровзрывобезопасности.
Цели и задачи. Повышение качества оценки статистических данных о пожарах на резервуарах на основе использования данных из разных источников информации. Формирование квалификационных признаков причин пожаров позволит упростить процедуру экспертизы пожаров.
Методы. Анализ статистических данных о пожарах на объектах хранения, транспортировки и переработки углеводородов. Расчетно-аналитическая оценка опасности формирования горючих концентраций в газовом пространстве резервуаров и формирование взрывоопасных зон снаружи технологических аппаратов. Результаты и их обсуждение. В статье рассматриваются особенности оценки уровня пожаровзрывобезопасности резервуаров на основе классификации причин пожаров, происходящих на стадии предремонтной подготовки резервуаров и проведения огневых работ. Сформированы три основных классификационных признака: пожары, возникающие при выполнении технологических операций по предремонтной подготовке; пожары, возникающие после выполнения нормативных требований по предремонтной подготовке, и пожары, связанные с грубейшими нарушениями требований пожарной безопасности.
Выводы. В целях предотвращения пожаров должны тщательно прорабатываться вопросы проектирования резервуарных парков, соблюдаться меры пожарной безопасности при эксплуатации объектов хранения углеводородов, осуществляться поддержание исправности оборудования, проводиться профилактические работы.

61–72 191
Аннотация

Введение. Пределы огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций могут быть определены с помощью метода расчета тепломассообмена при пожаре. Применение метода осложняется многофакторностью и нелинейностью задачи. При необходимости может быть создан температурный режим, учитывающий реальные условия пожара. В данной работе проведены расчеты фактических пределов огнестойкости металлических конструкций теплоэлектростанции.
Цели и задачи. Определение фактических пределов огнестойкости несущих металлических конструкций при наиболее опасном сценарии развития реального пожара.
Методы исследования. С учетом сложности объемно-планировочных решений здания выбран полевой метод расчета, который может быть применен для помещений сложной геометрической конфигурации, в которых один из геометрических размеров гораздо больше остальных. Решаются нестационарные трехмерные дифференциальные уравнения законов сохранения массы, импульса и энергии для газовой среды помещения (уравнения Навье – Стокса в форме Рейнольдса), а также для компонентов газовой среды и оптической плотности дыма. Для определения распределения температур внутри строительной конструкции в одномерном случае решается уравнение теплопроводности. Пределом огнестойкости строительной конструкции считается момент времени от начала пожара, когда температура хотя бы в одном месте конструкции достигает критического значения.
Результаты и обсуждение. Результаты расчетов показали, что при наиболее опасном сценарии развития пожара максимальные температуры несущих металлических конструкций в течение 15 мин от начала пожара существенно меньше критической температуры 500 °С.
Выводы. Огнезащита несущих металлических конструкций, расположенных в машинном отделении с паровыми турбинами, не требуется.

73-86 146
Аннотация

Введение. Согласно ГОСТ Р 53324–2009 для полного удержания разливающегося потока жидкости при разрушении резервуара может устанавливаться ограждающая стена с волноотражающим козырьком, которая должна быть сплошной по периметру, выполняться из негорючих материалов и иметь предел огнестойкости не менее Е 150. Как правило, для строительства таких преград используют разновидности тяжелого бетона.
Однако фактический предел огнестойкости конструкции зависит как от ее геометрических параметров, так и от теплотехнических характеристик и прочностных свойств применяемого вида бетона в условиях длительного воздействия углеводородного режима пожара. Работа посвящена расчетной оценке фактического предела огнестойкости ограждающей стены с волноотражающим козырьком из тяжелого бетона для группы резервуаров, входящих в состав мазутного хозяйства теплоэлектроцентрали.
Методика расчета и полученные результаты. Используя результаты исследований по обоснованию углеводородного режима пожара пролива горючей жидкости при разрушении резервуара, эмпирические зависимости для определения теплотехнических параметров тяжелого бетона, а также экспериментальные данные по изменению прочности бетона на сжатие при температурах до 1200 °С, выполнен расчет фактического предела огнестойкости ограждающей стены с волноотражающим козырьком для группы мазутных резервуаров. Результаты расчетов показали, что принятая проектом конструкция преграды способна сохранять устойчивость более 10 ч. При этом несущая способность стены более чем в 11 раз превышает изгибающий момент от нормативной нагрузки, то есть огнестойкость преграды не менее RE 600, что в 4 раза превышает нормативный показатель для таких типов ограждений.
Выводы. Для расчета фактического предела огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков хранения нефти и нефтепродуктов может быть использован общий алгоритм расчета, приведенный в СП 468.1325800.2019, при этом в качестве исходных данных рекомендуются к использованию результаты указанных выше теоретических и экспериментальных исследований.

СТАТИСТИКА И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ 

87–96 126
Аннотация

Введение. Рассмотрена обстановка с пожарами в сельской местности Российской Федерации и приведена оценка численности пожарной охраны для ее противопожарной защиты.
Целью исследования является анализ интегральных пожарных рисков и комплексного показателя пожарной опасности сельской местности в России и ее федеральных округах.
Объект исследования - обстановка с пожарами на территории Российской Федерации.
Предмет исследования - величины интегральных пожарных рисков в сельских населенных пунктах и оцениваемый на их основе комплексный показатель пожарной опасности сельской местности.
Методология. Методологической основой исследования является теория интегральных пожарных рисков.
Результаты и их обсуждение. В результате исследования было установлено, что значения основных интегральных рисков в сельской местности России в 2–3 раза выше, чем в городских поселениях. Аналогичные результаты наблюдаются и в других странах, в частности в США. Приведены значения исследуемых значений рисков для городских и сельских населенных пунктов США.
Выводы. Полученные в исследовании результаты могут быть использованы при решении проблем управления пожарной безопасностью в сельской местности. Установлен объективный уровень пожарной опасности в сельской местности федеральных округов России. Целесообразно провести аналогичное исследование обстановки с пожарами в сельской местности субъектов Российской Федерации.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДСТВА 

97–107 127
Аннотация

Введение. Обоснована актуальность исследования, вызванная необходимостью безопасного и своевременного прибытия автомобиля экстренной службы (пожарные, полиция, медики, газовая служба) к месту вызова в условиях плохой видимости на дороге — задымления, тумана, снегопада, в ночное время при отсутствии освещенности.
Обеспечение безопасного движения в условиях плохой видимости. При задымлении дорожной сети и снижении видимости из-за ландшафтных пожаров безопасное следование обеспечивается созданием избыточного давления воздуха в салоне и применением тепловизора водителем. При следовании автомобиля в условиях тумана, снегопада или отсутствия освещенности также может применяться тепловизор. Приведен газодинамический расчет для подпора воздуха в салоне и соответствующие схемы. Сделана газодинамическая оценка расхода подаваемого воздуха при неполной герметичности кабины с учетом находящегося в ней экипажа.
Движение автомобиля при подтоплении и повреждении дороги. Приведена конструктивно-компоновочная схема автомобиля экстренной службы, предназначенного для движения по подтопленной местности и при поврежденном дорожном полотне.
Выводы. Новизна и целесообразность вышеописанных технических решений подкреплена патентами РФ. Внедрение их позволит экстренным службам безопасно прибывать к месту вызова вне зависимости от сложности дорожных условий.

ВОПРОС - ОТВЕТ 

108–113 105
Аннотация

Рассмотрена статистика пожаров от электроустановок по видам электрических изделий. Обоснована необходимость дальнейших поисков технических решений по защите электрических сетей от больших переходных сопротивлений. Представлены основные теоретические положения теории контакта. Показано влияние различных факторов на величину переходного сопротивления. Выполнено обобщение теоретических данных, позволяющих определить пути решения рассматриваемого вопроса.



ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)