Диссертация (Пожарная опасность объектов социального назначения с использованием напольных покрытий-линолеумов), страница 2

Большинство коридоровявляются путями эвакуации, а значит, применяемые в них НП также должныобладать высокими противопожарными свойствами [7].Учитывая, что НП представляют собой полимеры, соответственно, в ихсостав входят горючие и легковоспламеняющиеся вещества с высокойдымообразующей способностью и токсичностью продуктов пиролиза, можноспрогнозировать их негативное влияние на пожарную опасность объектовсоциального назначения, снизить потенциальную опасность угрозы жизни издоровью людей при инициировании пожара [8].Степень разработанности темыСуществует несколько известных формул для нахождения параметров примоделировании процесса тепломассообмена, например, Murrey D.R.

и Uajt K.предложили уравнениедля нахождения n (порядка реакции) и Е (энергииактивации) по кривым дифференциально-термического анализа (ДТА), KissingerH.E. ввел в уравнения дополнительный параметр -β- скорость нагрева. BorchardtB.J. и Daniels F. предложили уравнение, основанное на том, что скорость реакциипри любой температуре зависит от наклона кривой dT/dt (скорости нагрева) ивысоты пика ∆T (градиента температур) [9].Интегрированные модели, прогнозирующие пожароопасность с учетомдымообразования, в настоящее время не созданы, хотя дыми токсичныепродукты горения и термического разложения, выделяющиеся при пожаре,являются главной причиной гибели людей. Необходимо создать данную модель ипроверить ее работоспособность на примере терморазложения НП на основеПВХ, а также определить погрешность измерений методами математическойстатистики.Теоретическое моделирование макрокинетики реагирования позволяетизучить закономерности процессапри повышенных тепловых нагрузках испрогнозировать последствия воспламенения, изучить способы предупреждениявозгорания [10-12].7Процесс терморазложения строительных материалов на основе ПВХпредставляет собой сложную физико-химическую систему (ФХС), характернойособенностью которой является иерархичность ее структуры.

Исследование такихсистем заключается в автономном моделировании процессов каждого уровняиерархии (разработка блоков математической модели) и установлении связеймежду процессами всех уровней. Значимым элементом в данной системе являетсяопределение критических параметров системы, которым является процесссамовоспламенения.Схемасвязеймеждупараметрамипроцессатерморазложения с учетом самовоспламенения как сложной ФХС в критическиймомент представлена на рисунке 1.ПрогнозированиепожароопасностиОпределениекритических параметровС р, Ет, k0Т с.в.,τ с.в.ХарактеристикитепломассообменаQ, dɳ/dt, dТ/dtОпределение D mРисунок 1- Схема связей между параметрами ФХС в критический моментгде С p -удельная теплоемкость (Дж/(кг*К));EТ-энергия активации (Дж/(моль));k0 -предэкпоненциальный множитель (1/мин);Т с.в.- температура самовоспламенения (К);τc.в.- время самовоспламенения (с);Q-тепловой эффект реакции (Дж/кг);dɳ/dt -степень превращения вещества (1/мин);dТ/dt – скорость нагрева (град/мин);Dm- коэффициент дымообразования (м2/кг).Центральным моментом в данной системе является определение Тс.в.иτc.в.,так как от этого будет зависеть длительность начальной стадии пожара (НСП) в8помещении, это время является наиболее благоприятным для эвакуации из местмассового скопления людей при пожаре.Цельюдиссертационнойработыявляетсяисследованиепожарнойопасности объектов социального назначения с учетом применения в качестве НПлинолеумов на основе ПВХ, а также разработка способов, направленных наповышение их пожарной безопасности.Для достижения поставленной цели необходимо было решить
следующиезадачи:основные1.Определитьособенностипожарнойопасностиобъектовсоциального назначения с учетом применения в качестве НП линолеумов наоснове ПВХ.2.Определить наборы исходных данных для исследования процессатермодеструкции и дымообразования НП при принятии решений для сниженияпожароопасности.3.Разработать интегрированную методику, объединяющую данные потермодеструкцииидымообразованию,дляопределениякинетическихпараметров терморазложения.4.Предложить мероприятия по снижению пожарного риска на путяхэвакуацииобъектовсоциальногоназначениясучетомполученныхобъектовсоциальногоэкспериментальных данных.Объектисследования:пожарнаяопасностьназначения с учетом применения в качестве НП линолеумов на основе ПВХ.Предметисследования:объектысоциальногоназначениясиспользованием в качестве НП линолеумов на основе ПВХ.Научнаяновизнадиссертационнойработысостоит вследующихположениях:1.Предложена интегрированная модель термодеструкции, отличительнойособенностью которой является комплексный подход, совмещающий данныедифференциально-термического анализа (ДТА) и определения коэффициента9дымообразования, что позволяет учитывать дымообразование как основнойопасный фактор, препятствующий эвакуации при пожаре.2.Математическийсамовоспламененияаппарат,продуктовпредложенныйдлярасчетавременитермодеструкцииНП,позволяетоценитьпожароопасность материалов при температурах, близких к условиям пожара.3.Впервые в результате экспериментальных исследований методами ДТА иопределения коэффициента дымообразования по ГОСТ 12.1.044-89 ССБТполучено, что коэффициент дымообразования принимает максимальные значенияв области температуры самовоспламенения.4.Исследованы особенности процесса термодеструкции НП на основе ПВХ,используемыхв качестве НП на объектахсоциальногоназначения, втемпературном интервале от 25 °С до 1000 °С.Теоретическая значимость результатов работы заключается в том, чтополученные результаты дополняют имеющиеся сведения о термодеструкциинапольных покрытий, их роль в задымлении эвакуационных путей на объектахсоциального назначения в случае возникновения и развития горения.Материалыследующихдиссертацииучебныхмогутбытькурсов:использованы«Безопасностьвпреподаваниижизнедеятельности»,«Прогнозирование опасных факторов пожара», «Теоретические основы пожарнойи взрывобезопасности», «Теория горения и взрыва», «Пожарная безопасность встроительстве».Практическаязначимостьзаключается в том, что полученныеиреализацияновыесведениярезультатовоработыкачественныхиколичественных характеристиках процесса термодеструкции НП на основе ПВХмогутслужитьосновойдляразработкитехнологиипроизводствастроительных материалов с пониженной пожароопасностью.

Полученныйкомплекс экспериментальных значений показателей пожарной опасности НП наоснове ПВХ расширяет базу данных, которые необходимы для моделированиядинамики развития пожара, нарастания опасных факторов пожара на объектахсоциальногоназначения.Результатыпоисследованиюособенностей10термодеструкции линолеумов на основе ПВХ могут быть использованы дляпрогнозной оценки пожарной опасности объектов социального значения, где онииспользуются. Возможно рассмотрение целесообразности замены на другой видНП.Методология и методы исследованияМетодология исследования заключается в анализе работ российских изарубежных специалистов, посвященныхизучению процессов формированияопасных факторов пожара и обеспечению пожаробезопасности зданий исооружений.Теоретико-методологическойосновойисследованияявилисьметодытермического анализа, математического анализа, аналитические и численныеметоды решения уравнений тепломассообмена, фундаментальные положениятеории вероятности и математической статистики.Положения, выносимые на защиту1.Интегрированная модель термодеструкции, учитывающая данные ДТА иопределения коэффициента дымообразования.

Это позволяет принимать вовнимание дымообразование как основной фактор риска при пожаре.2.Математическийсамовоспламененияаппарат,продуктовпредложенныйдлярасчетатермодеструкцииНП,ивременикакследствие,возможность оценки пожароопасности материалов при температурах, близких кусловиям пожара.3.Определение роли дымообразования как первичного опасного факторапожара, затрудняющего эвакуацию на объектах социального назначения.Степень достоверности и апробация результатовСтепень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций,сформулированных в диссертации, обусловлена использованием современныхапробированных методов проведения лабораторных исследований, методоваппроксимации функций средствами Excel, нормативных актов, а такжеповеренного сертифицированного оборудования.

Достоверность результатовработыобеспечиваетсяприменениемизвестныхпринциповвобласти11термического анализа и обеспечении пожарной безопасности зданий исооружений с использованием как экспериментальных, так и теоретическихметодов исследования.Основные положения диссертационной работы и результаты исследованийбыли представлены для обсуждения на научных конференциях различногоуровня:1.VII Международная научная конференция «Полимерные материалыпониженной горючести» (Россия, Таганрог, 2013 г.); 2.VI Международная научнопрактическая конференция молодых ученых «Актуальные проблемы науки итехники» (Россия, Уфа, 2013 г.); 3.II Международная научно-практическаяконференция «Наука в современном информационном обществе» (Россия,Москва,2013г.);4.Международнаянаучно-практическая«Общество, наука и инновации» (Россия, Уфа, 2013 г.);конференция5.II Всероссийскаяконференция молодых ученых «Наука и инновации XXI века» (Россия, Сургут,2014 г.); 6.VII Международная научно-практическая конференция молодыхучёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014» (Россия, Уфа, 2014 г.);7.XVI международная научно-техническая конференция «Измерение, контроль,информатизация» (Россия, Барнаул, 2015 г.); 8.

I Всероссийская научнопрактическая конференция «Север России: стратегии и перспективы развития»(Россия, Сургут, 2015 г.); 9. II Всероссийская научно-практическая конференция«Север России: стратегии и перспективы развития» (Россия, Сургут, 2016 г.). 10. Iнаучно-практическая конференция «Проблемы безопасности жизнедеятельности(в сфере образования)» (Россия, Москва, 2016 г).ПубликацииОсновные результаты диссертации изложены в 17 работах, из которых 7работ опубликованы в журналах, включенных в перечень рецензируемыхнаучных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научныерезультаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, насоискание ученой степени доктора наук.Личный вклад автора12Заключается в разработке методики, представленной в диссертационнойработе;вподготовкеипроведенииэкспериментальныхисследований,математической обработке результатов измерений; подготовке публикаций потеме исследования.Структура и объем диссертационной работыДиссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, спискалитературы, включающего 142 наименования, списка сокращений, приложений Аи Б.