Диссертация (Огнестойкость монолитных железобетонных ограждающих стен резервуарных парков), страница 2

В качестве предмета исследования рассматриваласьогнестойкость ограждающей стены из различных видов бетона.Научная новизна работы заключается в следующем:1. Обоснован углеводородный режим пожара пролива горючей жидкостипри разрушении РВС – hydrocarbon curve oil spill (HCОS), необходимый для оценкиогнестойкости ограждающих стен резервуарных парков.2. Получены эмпирические зависимости для определения теплотехническихпараметров Б, ТБ и ФТБ в условиях воздействия HCОS (от 20 до 1200 °С).3. Получены экспериментальные данные по кубической и призменнойпрочности образцов на основе Б, ТБ и ФТБ в условиях воздействия HCОS.4.

Разработаны номограммы для определения температуры в слое конструкции ограждающей стены на основе Б, ТБ и ФТБ толщиной от 400 до 1000 ммпри одностороннем воздействии HCOS до 600 мин.Теоретическая и практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных при ее выполнении результатов теоретических и экспериментальных исследований при разработке конструкций ограждающих стен резервуарных парков на основе Б, ТБ и ФТБ с необходимым пределомогнестойкости, а также нормативных положений для создания правил обеспечения пожарной безопасности при строительстве и эксплуатации объектов с резервуарными парками хранения нефти и нефтепродуктов в РВС.Методология и методы исследования.Основу экспериментальных исследований теплотехнических параметровбетонов составляли методы синхронного термического анализа и лазернойвспышки, а их прочностных характеристик – стандартные методы определенияпризменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.8Основу теоретических исследований составляли методы теории теплообмена,теории вероятностей и математической статистики, выявления закономерностей,описания, обобщения.

Результаты численного моделирования процесса прогревабетонных образцов в условиях углеводородного режима пожара подтвержденырезультатами огневых испытаний с использованием современных поверенныхприборов и оборудования.Информационной основой исследования являлись отечественные и зарубежные литературные, правовые и нормативные источники, материалы расследования аварий и пожаров при разрушениях РВС с нефтью и нефтепродуктами,а также научно-исследовательские работы в области оценки огнестойкости СК.Положения, выносимые на защиту:– углеводородный режим пожара пролива горючей жидкости при разрушении РВС, необходимый для оценки огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков;– эмпирические зависимости для определения теплотехнических параметровБ, ТБ и ФТБ в условиях воздействия HCОS;– экспериментальные данные по кубической и призменной прочностиобразцов на основе Б, ТБ и ФТБ в условиях воздействия HCОS;– номограммы для определения температуры в слое конструкции ограждающей стены на основе Б, ТБ и ФТБ толщиной от 400 до 1000 мм при одностороннем воздействии HCOS до 600 мин.Степень достоверности полученных результатов и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается: обоснованностью выбора параметрови критериев, позволяющих сравнивать теоретические и экспериментальныеданные; соответствием методик проведения экспериментальных исследованийреальным условиям воздействия углеводородного режима пожара на ограждающие стены; использованием аттестованной измерительной аппаратуры, апробированных методик измерения и обработки экспериментальных данных; внутреннейнепротиворечивостью результатов и их согласованностью с данными других исследователей.9Материалы диссертации реализованы:– при разработке проектной документации на строительство ограждающейстены с волноотражающим козырьком для резервуарного парка мазутного хозяйства ТЭЦ-11 в г.

Москве. М.: ООО «Институт «Мосинжпроект», 2018 г.;– при разработке проектной документации на объекты капитального строительства с использованием торкрет и фиброторкрет бетона по технологии«ГрантСтрой». Ставрополь: ЗАО НППСО «ГрантСтрой», 2018 г.;– в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре».М.: Академия ГПС МЧС России, 2018 г.Основные результаты работы доложены на: 6-й Научно-практическойконференции «Пожарная и аварийная безопасность» (г. Иваново, Ивановскаяпожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2011); Научно-практическойконференции «Совершенствование противопожарной защиты производственныхобъектов с повышенной пожарной опасностью» (г.

Екатеринбург, Уральскийинститут ГПС МЧС России, 2012); Научно-практической конференции молодыхученых и специалистов: «Проблемы техносферной безопасности – 2012»(г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012); 25-й Международной научнопрактической конференции «Системы безопасности – 2016» (г. Москва, АкадемияГПС МЧС России, 2016); 4-й Всероссийской научно-практической конференции,посвященной году гражданской обороны: «Актуальные вопросы совершенствованияинженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов» (г. Иваново,Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017).Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и трех приложений. Содержание работыизложено на 152 страницах текста, включает в себя 42 таблицы, 66 рисунков,список литературы из 140 наименований.10ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДНОГО РЕЖИМА ПОЖАРАДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ СТЕНРЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ1.1 Анализ нормативных требований к огнестойкостиограждающих стен резервуарных парковВ соответствии с требованиями п.

5 ст. 70 Федерального закона № 123-ФЗ«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [1] при размещении резервуарных парков нефти и нефтепродуктов на площадках, имеющихболее высокие отметки по сравнению с отметками территорий соседних населенных пунктов, организаций и путей железных дорог общей сети, расположенныхна расстоянии до 200 м от резервуарного парка, а также при размещении складовнефти и нефтепродуктов у берегов рек на расстоянии 200 и менее метров от урезаводы следует предусматривать дополнительные мероприятия, исключающие приаварии РВС возможность разлива нефти и нефтепродуктов на территории населенных пунктов, организаций, на пути железных дорог общей сети или в водоем.Непосредственно требования пожарной безопасности к таким дополнительным мероприятиям установлены ГОСТ Р 53324-2009 «Ограждения резервуаров.Требования пожарной безопасности» [2].

Так, по периметру отдельно стоящегоРВС или каждой группы наземных РВС необходимо предусматривать замкнутоеограждение, в качестве которого могут использоваться ограждающая стена(выполненное из строительныхматериалов ограждение,предназначенноедля ограничения площади пролива жидкости), ограждающая стена с волноотражающим козырьком (выполненное из строительных материалов ограждение,рассчитанное на гидродинамическое воздействие и полное удержание волныжидкости, образующейся при разрушении РВС) или дополнительная защитнаястена, устраиваемая на определенном расстоянии от нормативного обвалования(ограждения).11Следует отметить, что в основу разработки рассматриваемых дополнительных мероприятий, направленных на предупреждение каскадного и катастрофического развития аварий в резервуарных парках, обусловленных проливом нефтиили нефтепродукта при полном разрушении РВС, положены результаты многолетних научных исследований, выполненных на кафедре пожарной безопасноститехнологических процессов Академии ГПС МЧС России [5–11, 13, 20].

На рисунках 1.1 и 1.2 показаны соответственно принципиальная схема ограждающей стеныс волноотражающим козырьком и расчетная схема для обустройства дополнительной защитной стены.2Hc145оbРисунок 1.1 – Принципиальная схемаограждающей стены с волноотражающимкозырьком:31 – защитная стена; 2 – волноотражающийкозырек; 3 – площадка отражения потока;4 – основание стены; Нс – высота ограждающейстены; b – длина вылета волноотражающегокозырька4грунтгрунтдополнительнаязащитнаястенаHрDрaLhстLвРисунок 1.2 – Расчетная схема дополнительной защитной стены:Dр – диаметр резервуара; Hр – высота резервуара; hст – высота дополнительнойзащитной вертикальной стены; a – высота ограждения; L – расстояниеот резервуара до ограждения; Lв – расстояние от ограждениядо дополнительной защитной стены12Методы определения геометрических параметров рассматриваемых защитныхстен приведены в ГОСТ Р 53324-2009 [2], в котором также отмечается, что такиеограждения должны быть сплошными по периметру, выполняться из негорючихматериалов и иметь предел огнестойкости не менее Е 150.В соответствии с нормативно установленной терминологией [3] под пределом огнестойкости СК понимается промежуток времени от начала огневого испытания при СТРП до наступления одного из нормированных для данной СКпредельных состояний по огнестойкости.

В связи с этим, возникает вопрос о корректности применения для определения предела огнестойкости рассматриваемыхограждающих стен резервуарных парков стандартного метода испытаний, так кактемпературный режим пожара пролива нефти или нефтепродукта при аварияхРВС имеет ряд существенных отличий от СТРП (см. раздел 1.3). При этом важноуказать, что в мировой практике при определении предела огнестойкости СК,используемых, в частности, при строительстве объектов нефтехимического производства, туннелей, морских буровых платформ и других ответственных сооружений производственных объектов, широко применяются температурно-временныезависимости, существенно отличающиеся от зависимости СТРП [5–30].Кроме этого, в настоящее время при производстве работ, связанных с возведением, ремонтом несущих и ограждающих СК зданий и сооружений, все большееприменение находит торкретирование – способ нанесения на обрабатываемуюповерхность одного или нескольких слоев раствора или бетона из цемента, песка,щебня или гравия и воды, в том числе с возможностью применения традиционнойарматуры или с возможностью использования в качестве армирующих компонентовметаллических (преимущественно стальных) или неметаллических фибр, осуществляемого под давлением сжатого воздуха [77].

В результате нанесения раствора или бетона на поверхность под давлением образуется уплотненный слойторкрета, свойства которого значительно отличаются от свойств обычного бетонаили раствора. По сравнению с обычным бетоном ТБ (ФТБ) обладает повышенноймеханической прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, лучшимсцеплением с поверхностью обрабатываемой конструкции.13Также преимущество торкретирования перед другими методами состоитв полной механизации процессов, обычно требующих больших затрат труда,и в соединении в одной технологической операции транспортирования, укладкии уплотнения раствора или бетона.Поскольку ТБ и ФТБ способны на порядок успешнее работать на ударныенагрузки, растяжение и изгиб в отличие от Б, то очевидно, что они могут найтиширокое применение и при строительстве ограждающих стен резервуарных парков, особенно, при необходимости обустройства ограждающих стен с волноотражающим козырьком, расчет которых производится с учетом гидродинамическоговоздействия потока жидкости, образующегося при полном разрушении РВС.Однако при проектировании таких сооружений необходимо учитывать спецификуусловий, в которых они могут оказаться в случае аварии РВС в резервуарном парке,то есть необходимы данные об их поведении в условиях пожара пролива нефтиили нефтепродукта.

При этом важно отметить, что до настоящего времени вопросам огнестойкости СК из ТБ и ФТБ в условиях воздействия высоких температурпожара пролива нефти или нефтепродукта уделено недостаточно внимания.Таким образом, для возможности определения фактического предела огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков, проектируемых как из Б, таки в перспективе из ТБ (ФТБ), необходимо проведение дальнейших исследованийпо изучению устойчивости выполненных на их основе СК в условиях воздействия«реального» пожара пролива нефти или нефтепродукта при авариях РВС.1.2 Анализ температурных режимов пожаров для определенияогнестойкости строительных конструкцийВ общем случае под температурным режимом пожара понимается изменениесреднеобъемной температуры среды при пожаре, в зависимости от времени егоразвития.