Диссертация (Предотвращение распространения пожара посредством применения экранных стен в пассажирских терминалах), страница 7

Гомозова, И.Р. Хасанова [106, 107], А.Н. Гилетича [77], В.И. Голованова[8], А.В. Пехотикова [10], Р.В. Мироненко [93].Так, в работах А.В. Гомозова [9] впервые получены и исследованы:– данные о закономерностях растекания восходящего потока под перекрытиемнад очагом горения;37– закономерности указанного течения для каждой из характерных зон,а также границы таких зон;– профили температур и скоростей в пристенном и струйном приграничныхслоях;– эмпирические зависимости для расчета параметров течения продуктовсгорания под перекрытием;– критериальные зависимости, описывающие конвективный теплообменмежду восходящим потоком над очагом горения и перекрытием;– новые данные о локальных радиационных тепловых потоках вперекрытии, на основании которых предложены формулы для инженерныхрасчетов лучистого теплообмена.А.В.

Гомозовым предложена методика расчета нагревания перекрытий,позволяющая прогнозировать поведение данных конструкций в условияхреального пожара.Кроме того, разработанная методика расчета времени срабатываниятепловых извещателей максимального действия позволяет осуществить выборнаучнообоснованныхпротивопожарнойрекомендацийзащитыобъекта,пооптимальномуобеспечивающемувариантусвоевременноеобнаружение и тушение пожара, а также сохранность материальных и культурныхценностей.Полученныезакономерностипотепловомуидинамическомувзаимодействию восходящего потока над очагом горения с перекрытиемпозволяютсформулироватьграничныеусловиядляматематическогомоделирования пожара, существенно уточнить общую физическую картинуразвития пожара, а также получить более точные сведения о потерях тепла вперекрытии при расчете теплового баланса пожара.Основныезакономерноститермосиловогодеформированиясжатыхиизгибаемых стальных элементов с учетом деформации температурной ползучести иразличных режимов огневого воздействия изучены в работах В.И.

Голованова [8].Также предложена математическая модель расчета деформирования38стальных балок в условиях огневого воздействия с учетом температурнойползучести стали, позволяющая определить влияние скорости нагрева на процессдеформирования балки.Кроме того, разработан новый метод определения устойчивости сжатиястальных стержней для оценки влияния гибкости, величины статическойнагрузки, скорости нагрева, марки стали на критическую температуру идеформацию этих стержней при нестационарных режимах нагрева.Врамкахнаучнойработыпредложенновыйметодопределениякратковременной температурной ползучести стали при растягивающем исжимающем напряжении и стационарном и нестационарном режиме нагрева.Впервые установлена взаимосвязь между прочностными и деформативнымисвойствами исследованных марок стали и температурными режимами в условияхогневого воздействия, а также показана возможность оценки необратимыхтемпературных деформаций стали.Также предложена методика определения огнезащитных свойств покрытийи облицовок для стальных конструкций, позволяющая выбрать наиболееэффективный вариант огнезащиты, а также научно-методические основы такоговыбора.В рамках работы решена проблема оценки предела огнестойкости с учетомусловий эксплуатации конструкций, различных условий огневого воздействия.Разработаны расчетные и экспериментальные методы оценки несущейспособности изгибаемых стальных конструкций, а также инженерные методыоценкипределадеформациямогнестойкостидлязадачстальныхконструкцийматематическогопокритическиммоделированияпроцессадеформирования стальных балок в условиях различных режимов огневоговоздействия.Результаты работ В.И.

Голованова позволяют сформулировать требованияпо выбору огнезащитных материалов для различных типов стальных конструкцийс нормируемым пределом огнестойкости.ВработахА.В.Пехотикова[10]исследованыпрочностныеи39деформативные характеристики новых марок сталей при их испытаниях нарастяжение и на ползучесть при повышенных температурах. Кроме того,определены температурные зависимости теплофизических характеристик новыхогнезащитных материалов для стальных конструкций.Также разработана модель процесса деформирования стальных балок сучетом температурной ползучести стали, позволяющая учитывать различныережимы нагрева стали и рассчитывать огнестойкость изгибаемых стальныхконструкций с огнезащитой.Предложеноогнестойкостипроектированиииспользованиеизгибаемых(дляновогостальныхрасчетногоконструкцийуникальных зданий иметодапридляоценкинестандартномсооружений) на основанииматематической модели деформированного состояния балки.В работах Р.В.

Мироненко [93] впервые установлено значение интегральнойинтенсивности излучения пламени, а также получены уточненные данные покоэффициентам пропускающей и поглощающей способности закаленного стекла.Созданы научные предпосылки для нормирования требований пожарнойбезопасности к ширине многосветного помещения (атриума), выполняющегофункции противопожарной преграды, а также разработан алгоритм, позволяющийобосновать необходимую его ширину.При этом следует отметить, что научно-обоснованные технические решениядля предотвращения распространения опасных факторов пожара в пассажирскихтерминалах с массовым пребыванием людей в целом в научных работах нерассматривались, а изучались только отдельные вопросы обеспечения пожарнойбезопасности.Учитываяпассажирскихизложенное,терминаловсдляобеспечениямассовымпожарнойпребываниемлюдейбезопасностиактуальнымпредставляется разработка научно-обоснованных технических решений дляпредотвращения распространения опасных факторов пожара, а также разработкарасчетных методов, учитывающих закономерности динамики развития пожаров.401.5 Выводы по главе 1Выполненный аналитический обзор в пп.

1.1–1.5 настоящей главы позволилвыявить наиболее важные проблемы предотвращения распространения опасныхфакторов пожара в пассажирских терминалах, а также установить эффективностьприменения альтернативных технических решений, в том числе экранных стен.В частности, по результатам анализа:1. Выявлена необходимость изучения закономерностей проявления опасныхфакторов пожара с учетом специфики объектов защиты (многофункциональность,значительные открытые площади, массовое скопление людей, в том числемаломобильных), а также технологических особенностей.Кроме того, установлено, что аналитические (статистические) данные помассовым скоплениям пассажиров в залах ожидания, а также в помещенияхвыдачи багажа, в том числе при форс-мажорных обстоятельствах отсутствуют,что создает сложности при выборе требуемого (достаточного) комплексаинженерно-технических и организационных мероприятий.2.

Нормативные правовые акты и нормативные документы по пожарнойбезопасности не содержат актуальных требований пожарной безопасности кпассажирским терминалам, в связи с чем, требуется кардинальная переработкавсех нормативных положений в части их приведения в соответствие спередовыми достижениями науки и техники, в том числе по внедрению новыхтехнических решений, направленных на предотвращение распространенияопасных факторов пожара.Основной проблемой проектирования системы обеспечения пожарнойбезопасности таких зданий является необходимость их деления на пожарныеотсеки. Традиционные способы труднореализуемы из-за особенностей объемнопланировочныхиконструктивныхрешений(многофункциональность,значительные открытые площади, массовое скопление людей) [92, 109, 115].3.

Установлено, что для зданий пассажирских терминалов необходимопроводить исследования, направленные на установление научно обоснованных41требований к новым видам противопожарных преград (экранным стенам),способным эффективно обеспечить ограничение распространения пожара [92].4. Научно обоснованные требования к экранным стенам должныосновываться на расчетных методах, учитывающих закономерности динамикиразвития пожаров.По результатам аналитического обзора, представленного в главе 1, дляреализации основной цели исследования были поставлены следующие задачиисследования:1. Проанализировать противопожарное состояние наиболее крупныхпассажирских терминалов в Российской Федерации для разработки методик,направленных на снижение пожарной опасности.2.Разработатьэкспериментальнойадаптированныеоценкиогнестойкостииапробированныеэкранныхстен,моделиатакжематематическую модель соответствующей функциональной зависимости.3.

Определить пожарно-технические параметры материалов для заполненияи предлагаемую конструкцию экранной стены с учетом высокотемпературноговоздействия.4. Исследовать закономерности процессов распространения опасныхфакторов пожара при применении экранных стен и установить функциональнуюзависимость пожарно-технических характеристик от высокотемпературноговоздействия.5. Разработать предложения по установлению параметров экранных стен, атакже рекомендации по применению экранных стен в пассажирских терминалах,обеспечивающих предотвращение распространения пожара.42ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1.

Выбор методов исследованияОсновой экспериментальных исследований послужили классическая теориятепломассообмена при пожаре, адаптированные методики определения тепловогоизлучения, а также испытания на огнестойкость с учетом предполагаемой областиприменения экранных стен, а также разработанной конструктивной схемы иожидаемых пожарно-технических характеристик.2.1.1 Экспериментальный метод определения влияния теплового потокаВ качестве метода исследования для определения пожарно-техническиххарактеристик материала экранных стен рассмотрена возможность примененияапробированного метода определения теплового излучения падающего тепловогопотока [19].Указанный метод разработан на основании анализа причин распространенияпожара между объектами защиты и учитывает наличие лучистого теплообмена[15].

Конвективной составляющей теплового потока пренебрегают, так как припожарах она всегда направлена вверх и не влияет на степень нагрева облучаемогообъекта [21].В основу метода положена классическая теория теплообмена излучением.Сущность задачи сводится к сопоставлению реальной (падающей) плотноститеплового потока для облучаемого объекта qпад с максимально допустимой qдоп. [11].Условие безопасности выполняется, если qпад ≤ qдоп.Вданномслучаедопускаемаяинтенсивностьоблученияявляетсяэкспериментальной величиной.В целях определения указанной величины проведем соответствующиеэкспериментальные исследования [14].43Итак, в соответствии с теорией процессов горения падающий тепловойпоток на образец частично отражается, частично поглощается и частичнопропускается (рисунок 2.1) [93].qrqAqпqDРисунок 2.1 – Схема взаимодействия падающего теплового потока с образцом:qп – падающий тепловой поток, Вт/м2; qr – отраженный тепловой поток, Вт/м2;qA – поглощенный тепловой поток, Вт/м2; qD – пропущенный сквозь тело тепловой поток, Вт/м2Если указанные тепловые потоки отнести к падающему тепловому потоку,то уравнение сохранения энергии записывается формулой:(2.1)qï =qr +qA+qD ,где qп – падающий тепловой поток, Вт/м2; qr – отраженный тепловой поток, Вт/м2;qA – поглощенный тепловой поток, Вт/м2; qD – пропущенный сквозь тело тепловойпоток, Вт/м2.Чтобы определить, какая доля падающего теплового потока отражается,поглощаетсяилипроходитсквозьобразец,формулапредставляетсявбезразмерном виде (каждый член формулы делится на падающий тепловойпоток):1 = R+A+D,(2.2)где R – коэффициент отражательной способности тела; А – коэффициентпоглощательной способности тела; D – коэффициент пропускающей способноститела.Исследование температурного режима и критических величин падающеготеплового потока при применении экранных стен основывается на определении44коэффициентов отражательной, поглощательной и пропускающей способностипредставленного образца.Для определения указанных коэффициентов предусматривается проведениесерии экспериментов, в ходе которых адаптированы экспериментальные стендыдля возможности определения обозначенных коэффициентов (рисунок 2.2).Установкадляопределениякоэффициентовотражательной,поглощательной и пропускающей способности представлена на рисунке 3.1.Рисунок 2.2 – Схема стенда:1 – образец материала; 2 – радиационная панель; 3 – блок управления; 4 – линейка дляопределения расстояния от панели до образца;5 – источник питания электроэнергией; 6 –термопара 1; 7 – термопара 2;8 – термопара 3; 9 – термопара 4; 10 – приемник теплового потокаДанныес приемникатепловогопотокаучитываютсяс помощьюмультиметра UNI-T UT60A (рисунок 2.3).