Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Том 32, № 3 (2023)
Скачать выпуск PDF

ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ, ДЕТОНАЦИИ И ВЗРЫВА 

9-16 268
Аннотация

Введение. Аварийные газовые взрывы происходят как на производственных объектах, так и в жилых зданиях. Был проведен анализ нормативных документов в области взрывоустойчивости зданий и конструкций, подверженных аварийному взрыву, который выявил отсутствие требований к ним по взрывоустойчивости и методов испытаний их на устойчивость к дефлаграционному аварийному взрыву.

Цель. Коллективом Института комплексной безопасности в строительстве Национального исследовательского Московского государственного строительного университета (ИКБС НИУ МГСУ) была разработана методика испытаний по определению устойчивости сборных металлических конструкций к воздействию дефлаграционного взрыва газопаровоздушной смеси и проведено исследование, включающее два эксперимента и анализ результатов с целью определить возможность применения ограждающих конструкций в области взрывозащиты зданий и сооружений от избыточного давления дефлаграционного взрыва.

Материалы и методы. Исследования проводились с использованием стенда для испытаний легкосбрасываемых конструкций (ЛСК) по ГОСТ Р 56289. В качестве образцов для испытаний были применены сборные металлические конструкции, состоящие из стеновых сэндвич-панелей толщиной 200 мм и металлического каркаса из двух стальных труб сечением 100 мм. В процессе исследований контролировалось разрушение замкового соединения стыка панелей и полное разрушение ограждающей конструкции.

Результаты и их обсуждение. Исследования показали, что при избыточном давлении взрыва 17–18 кПа и времени воздействия взрывной нагрузки не менее 250 мс наблюдалась значительная деформация конструкции с остаточным прогибом. Полное разрушение конструкции происходило при интенсивности динамического воздействия во взрывной волне 45–47 кПа и времени воздействия взрывной нагрузки около 400 мс.

Выводы. Установлено, что сборная металлическая конструкция, состоящая из стеновых сэндвич-панелей и металлического каркаса, может быть использована в качестве взрывоустойчивого защитного ограждения на производственных объектах при расчете взрывных нагрузок. Предложено несколько вариантов повышения устойчивости конструкции к воздействию дефлаграционного взрыва.

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ 

17-30 245
Аннотация

Введение. В различных отраслях народного хозяйства применяется герметичное оборудование (далее — гермокамера), в котором используется обогащенная кислородом атмосфера (в ряде случаев в условиях с изменяющимся давлением). Показано, что главной причиной пожаров в гермокамерах являлось нерегламентированное применение изделий электрооборудования, а также горючих веществ и материалов на основе органических соединений, входящих в состав применяемых в гермокамерах материалов.

Цель. Поиск способов снижения горючести материалов, применяемых в гермокамерах, и исследование параметров пожарной опасности гермокамер с повышенным содержанием кислорода и повышенным давлением.

Задачи. Определение граничных условий применения материалов при повышенных значениях темпе­ратуры, содержания кислорода и давления, анализ результатов экспериментальных исследований горючести материалов, применяемых в гермокамерах.

Методы исследования. Исследование характеристик процесса горения неметаллических материалов при повышенном давлении проводили на оригинальной установке, представляющей собой сосуд из нержавеющей стали высотой 750 мм и внутренним диаметром 155 мм. Для зажигания образца использовали спираль из нихромовой проволоки. Давление фиксировали при помощи манометра.

Результаты и их обсуждение. В результате экспериментальных исследований пожарной опасности строительных и конструкционных материалов в обогащенных кислородом средах и при повышенном давлении были определены пути повышения предельной концентрации кислорода (ПКК) и снижения горючести материалов: применение теплоотводящей поверхности, негорючей оболочки; введение ингибиторов в их состав и структуру; поверхностная обработка различными огнезащитными составами и пропитками. При исследованиях параметров пожарной опасности (скорость распространения пламени, теплота сгорания, температура самовоспламенения) материалов в условиях изменения состава азотно-кислородной атмосферы и давления получено, что при повышенных давлениях ПКК для всех материалов снижается.

Выводы. Установлено, что предельная концентрация кислорода зависит от геометрических размеров образца, а также от скорости газового потока. При повышенных давлениях ПКК для всех материалов снижается. Наличие теплоотводящей поверхности также ведет к повышению ПКК, которая возрастает с увеличением толщины подложки и уменьшением толщины материала на ней. Для материалов, не содержащих веществ, ингибирующих реакцию горения, характерно снижение значения ПКК при увеличении в макромолекуле полимера количества атомов водорода.

31-40 194
Аннотация

Введение. Чтобы выяснить, насколько существенно влияют исторические паркеты на безопасную эвакуацию людей на объектах культурного наследия, требуется выполнить математическое моделирование распространения опасных факторов пожара (ОФП) с исходными параметрами существующей горючей нагрузки.

Цель. Рассмотреть экспериментально полученные характеристики пожарной опасности исторической древе­сины в сравнении с требуемыми показателями для напольных покрытий на путях эвакуации и в залах музеев. Сравнить полученные значения коэффициента дымообразования и низшей теплоты сгорания с имеющимися показателями в справочной литературе.

Материалы и методы. Для исследования характеристик пожарной опасности исторических покрытий полов в качестве образцов были отобраны плашки существующих паркетов сроком эксплуатации около 160 лет в залах Зимнего дворца Государственного Эрмитажа. Экспериментальные определения показателей про­водились на соответствующих испытательных установках стандартными методами.

Результаты и их обсуждение. Анализ результатов исследования демонстрирует несоответствие характеристик пожарной опасности исторической древесины установленным законодательно требованиям к покрытию полов в зальных помещениях по показателям дымообразующей способности и воспламеняемости, в коридорах, холлах фойе — по дымообразующей способности.

Полученные опытным путем значения дымообразующей способности отличаются от справочных, использу­емых при расчете динамики нарастания ОФП для зданий музеев и выставок, более высокими показателями. Также имеют отличия от значений, указанных в справочной литературе, полученные в ходе исследования показатели низшей теплоты сгорания.

Выводы. Оценка сопоставленных результатов проведенного исследования с имеющимися показателями в справочной литературе позволяет утверждать о необходимости проведения научных экспериментов для определения характеристик пожарной опасности древесины исторических объектов с целью формирования справочной базы данных характеристик пожарной опасности материалов, примененных в музеях, расположенных во дворцах — объектах культурного наследия. Использование уточненных справочных данных позволит повысить точность расчетов индивидуального пожарного риска на исторических объектах.

41-53 195
Аннотация

Введение. Снижение горючести газонаполненных полимеров, склонных к карбонизации, основано на применении фосфор- и борсодержащих соединений, уменьшающих образование горючих летучих продуктов пиролиза и повышающих выход коксового остатка. Это снижает скорость тепловыделения, тепло- и массоперенос между материалом и пламенем. В научной литературе приводятся данные о влиянии фосфор­содержащих антипиренов на термостойкость, горючесть и дымообразующую способность пенополиуретанов, но отсутствуют данные о влиянии концентрации фосфора на показатели пожарной опасности пенопластов.

Целью настоящей работы является разработка эффективных методов получения заливочных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров с пониженной пожарной опасностью и высокими эксплуатационными характеристиками. Задачи: выявить влияние концентрации фосфора на технологические и физико-механи­ческие характеристики, термостойкость и пожарную опасность заливочных пенопластов, разработать тепло­изоляционные материалы пониженной пожарной опасности с высокими эксплуатационными показателями.

Методы. Физико-механические свойства и показатели пожарной опасности пенопластов определяли по действующим ГОСТам. Термические свойства и состав продуктов горения пенопластов изучали с помощью термоаналитического комплекса DuPONT-9900 и хромато-масс-спектрометрии.

Результаты и их обсуждение. Концентрация фосфора при синтезе жестких пенополиуретанов с пониженной горючестью и высокими эксплуатационными характеристиками должна превышать 2,1 % масс. Слабогорючие карбамидные пенопласты получены при концентрации фосфора 0,2–0,3 % масс. Для получения нетлеющих слабо­горючих резольных пенофенопластов концентрация фосфора составляет 0,6–0,7 % масс. При этом высокой эффективностью обладают фосфорорганические антипирены, содержащие реакционноспособные группы.

Выводы. В результате экспериментальных исследований выявлено влияние концентрации фосфора и содержания фосфорсодержащих антипиренов на физико-механические свойства, термостойкость и пожарную опасность пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров, разработаны заливочные пено­пласты с пониженной пожарной опасностью и высокими эксплуатационными характеристиками.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ 

54-68 279
Аннотация

Введение. Объемно-планировочные решения станций метрополитена влияют на удобство и безопасность пассажиров. Математическое моделирование является перспективным методом для решения задач, связан­ных с определением достаточности принятых объемно-планировочных решений станций в зависимости от пассажиропотока.

Цели и задачи. Цель исследования — обоснование метода математического моделирования пассажиропотоков для разработки оптимальных объемно-планировочных решений пересадочных станций метро­политена. Для достижения цели решены следующие задачи: разработка концепции типовой пересадочной станции метрополитена; моделирование пассажиропотока с исходными и оптимизированными объемно-планировочными решениями; моделирование эвакуации пассажиров со станции при возникновении пожара в подвагонном пространстве центрального вагона прибывающего поезда.

Методы. В работе приведен метод математического моделирования для обоснования объемно-планировочных решений станций метрополитена. В ПК Pathfinder разработана индивидуально-поточная модель пересадочной станции, по результатам которой произведено моделирование пассажиропотока с исходными и оптимизированными объемно-планировочными решениями. Для моделирования распространения опасных факторов пожара использовался ПК PyroSim.

Результаты и их обсуждение. По результатам математического моделирования определены оптимальные объемно-планировочные решения станций метрополитена, на основе которых выполнен сценарий эвакуа­ции пассажиров. Получено, что в момент начала эвакуации на станции находится 3684 пассажира и 296 рабочих. Результаты моделирования показали, что общее расчетное время эвакуации из типовой пересадочной станции составляет 814 с. Также получено, что значения опасных факторов пожара в расчетных точках не достигают критических значений до момента завершения эвакуации.

Выводы. Разработана и реализована математическая модель типовой пересадочной станции для опре­деления оптимальных объемно-планировочных решений и расчета безопасной эвакуации людей. На основе данного исследования в новой редакции СП 120.13330.2022 «Метрополитены» внесены изменения, определяющие, что расчетная численность пассажиров, эвакуирующихся со станции при пожаре, определяется на основе математического моделирования пассажиропотоков в час пик.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ОБЪЕКТОВ 

69-81 187
Аннотация

Введение. Естественное проветривание обычных лестничных клеток при пожаре предусмотрено положениями нормативных документов в области пожарной безопасности и играет существенную роль для обеспечения безопасности людей. Анализируются вопросы эффективности проветривания лестничных клеток через оконные проемы в наружных стенах, а также через проемы выходов на кровлю.

Целью является разработка критериев и математических соотношений для оценки эффективности технических решений по проветриванию лестничных клеток, а также их апробация для жилых зданий различной этажности.

Методы. Используются математические методы, позволяющие прогнозировать концентрации продуктов горения на различных этажах лестничных клеток в зависимости от площади открытых оконных проемов и возможности открытия люков выходов на кровлю, а также аналитический метод оценки эффективности технических решений по проветриванию лестничных клеток.

Результаты. Разработаны теоретические положения, позволяющие оценить влияние площади открытых оконных проемов и люков выходов на кровлю на естественное проветривание обычных лестничных клеток в жилых зданиях секционного типа с выходами из квартир на лестничные клетки, а также проведены расчеты, позволяющие оценить эффективность этих решений в зданиях различной этажности.

Выводы. На основе исследований разработаны критерии и математические соотношения для оценки эффективности различных технических решений по естественному проветриванию обычных лестничных клеток. При этом эффективность этих решений определяется возможностью спасения людей из квартир соответствующего этажа без привлечения значительного числа пожарных и без применения средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

82-92 223
Аннотация

Введение. Высокий уровень напряжения физических и психофизиологических резервов организма у пожарных вероятностно способствует возникновению у них ошибочных действий и травм. Производственный травма­тизм — показатель безопасности деятельности, его исключить полностью нельзя, травматизм можно только минимизировать.

Цель. Качественная оценка производственных рисков травматизма и гибели личного состава (сотрудников, имеющих специальные звания, и работников) Федеральной противопожарной службы (ФПС) МЧС России по федеральным округам и регионам России.

Методы. За 15 лет (2006–2020 гг.) у личного состава ФПС МЧС России учтены 3758 травм при исполнении служебных обязанностей, из них 224 смертельных. Риск производственного травматизма рассчитали
на 10 тыс. (10–4) человек, риск гибели — на 100 тыс. (10–5). Оптимальным риском считали показатели, которые на 1/3 были меньше средних данных по ФПС МЧС России, повышенным — больше на 1/3, допустимым — при промежуточных значениях.

Результаты и их обсуждение. Среднегодовой риск производственного травматизма личного состава ФПС МЧС России составил (14,66 ± 2,01) ∙ 10–4 травм/(человек ∙ год). Оптимальный риск травматизма был в Сибирском федеральном округе и в 24 регионах России, повышенный — в Дальневосточном, Северо-­Кавказском федеральных округах и в 23 регионах, допустимый — в остальных федеральных округах и регионах. Средне­годовой риск гибели личного состава ФПС МЧС России составил (8,53 ± 1,00) ∙ 10–5 смертей/(человек ∙ год). Оптимальный риск гибели был в Сибирском федеральном округе и в 35 регионах России, повышенный — в Северо-
Кавказском федеральном округе и в 19 регионах, допустимый — в остальных федеральных округах и регионах.

Выводы. Необходим учет и анализ всех случаев производственных травм с участием руководителей, специалистов охраны труда, инженеров, пожарных и врачей для выработки мероприятий по их профилактике.

ВОПРОС - ОТВЕТ 

93-98 237
Аннотация

Представлены статистические данные, отражающие состояние парка электромобилей в России. Проведено обобщение основных характеристик аккумуляторных блоков наиболее популярных моделей электро­мобилей в стране. Выполнен анализ существующих мер по обеспечению безопасной эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей, снижающих опасность их механического повреждения и теплового разгона. Рассмотрены результаты отдельных зарубежных публикаций по моделированию горения и натурным огневым испытаниям электромобилей в помещениях и открытых пространствах. Даны рекомендации по разработке необходимых мероприятий по организации тушения пожаров с участием электромобилей.



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