Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Москва: Академия государственной противопожарной службы, 2007. —
243 с.
05.26.03. - Пожарная и промышленная безопасность (технические науки)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кошмаров Ю.А. Целью работы является разработка модернизированного аналитического метода расчёта критической продолжительности пожара на действующих и проектируемых театрах для обоснования их объёмно-планировочных и технических решений, обеспечивающих возможность безопасной эвакуации людей. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- провести краткий анализ действующей нормативной документации;
- провести сравнительный анализ и систематизацию существующих экспериментальных и теоретических данных о динамике опасных факторов пожара и методов расчёта критической продолжительности пожара в театрах, проводимых с целью обоснования объемно-планировочных решений, при возникновении пожара на колосниковой сцене;
- разработать интегральную математическую модель начальной стадии пожара в театрах, описывающую динамику опасных факторов пожара в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении;
- получить новое аналитическое решение задачи о процессах нарастания температуры газовой среды, концентрации токсичных продуктов горения, оптической плотности дыма и снижения концентрации кислорода в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении для обоснования объемно-планировочных решений при проектировании театров;
- проанализировать современные представления о тепловом взаимодействии ограждающих конструкций с газовой средой при пожаре и уточнить значение среднего коэффициента теплопотерь в ограждающие конструкции и сценическое оборудование в начальной стадии пожара при горении пакета тканевых декораций;
- выполнить анализ результатов измерений изменения при пожаре на сцене театра суммарной массы пакета тканевых декораций, которое было обусловлено частичным выгоранием тканей и интенсивной сушкой еще несгоревших декораций;
- провести экспериментальное исследование процесса выпаривания влаги из тканевых декораций в начальной стадии пожара в сценическом помещении и разработать методику экспериментального определения массы выгоревших тканевых декораций с учетом сушки несгоревших декораций;
- для обоснования проектирования путей эвакуации из зрительного зала разработать методику расчета процесса нарастания плотности лучистых потоков, падающих на людей в партере зрительного зала от горящих декораций на сцене;
- осуществить апробацию разработанной математической модели начальной стадии пожара путём сравнения теоретических расчётов динамики опасных факторов пожара с экспериментальными данными;
- разработать методику расчета необходимого времени эвакуации, как одного из основных критериев в регламентации требований пожарной безопасности к путям эвакуации при проектировании и строительстве зданий, из зрительных залов театров на основе полученного аналитического решения задачи о процессах нарастания опасных факторов пожара в зрительном зале с учетом влияния падающих на людей лучистых потоков. Научная новизна работы состоит в следующем:
- разработана новая двухзонная интегральная математическая модель начальной стадии пожара в театрах с колосниковой сценой, позволяющая прогнозировать динамику опасных факторов пожара при проектировании путей эвакуации;
- получено новое аналитическое решение задачи о процессах нарастания температуры газовой среды, концентрации токсичных продуктов горения, оптической плотности дыма и снижения концентрации кислорода в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении для обоснования объемно-планировочных решений при проектировании театров;
- получены новые данные о коэффициентах теплопотерь для сценического помещения с большим количеством тканевых декораций и для зрительного зала;
- разработана новая методика расчета необходимого времени эвакуации из зрительного зала театра с учетом влияния падающих на людей лучистых потоков для обоснования проектирования путей эвакуации. Достоверность представленных в работе результатов подтверждается использованием фундаментальных законов физики; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчётов опасных факторов пожара и критической продолжительности пожара с экспериментальными данными, полученными при проведении опытов на модели театра с колосниковой сценой. Практическая значимость работы заключается в совершенствовании научной основы обеспечения безопасности эвакуации людей при пожаре на сцене театра. Предложенная методика расчёта опасных факторов пожара и необходимого времени эвакуации позволяет более надёжно, чем существующие, решать задачи пожарной безопасности по обоснованию объемно-планировочных решений при проектировании объектов с массовым пребыванием людей. Практическая реализация. Результаты работы использованы:
- при разработке «Технических условий на проектирование комплексной системы противопожарной защиты нового здания Государственного академического Мариинского театра в г. Санкт-Петербурге»;
- при проектировании путей эвакуации и при расчете безопасного расстояния от сцены до первого ряда зрительного зала Самарского государственного академического театра оперы и балета, расположенного по адресу: г. Самара, площадь Куйбышева, д. 1;
- ГУ МЧС России по Кировской области для экспертизы организационных и технических решений по обеспечению пожарной безопасности людей в здании драматического театра им. С.М.Кирова и разработке мероприятий, повышающих уровень обеспечения пожарной безопасности людей в театре;
- в учебном процессе Московского Государственного строительного университета при подготовке специалистов по специальности «Пожарная безопасность»;
- в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при разработке фондовых лекций по курсу «Пожарная безопасность в строительстве».
05.26.03. - Пожарная и промышленная безопасность (технические науки)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кошмаров Ю.А. Целью работы является разработка модернизированного аналитического метода расчёта критической продолжительности пожара на действующих и проектируемых театрах для обоснования их объёмно-планировочных и технических решений, обеспечивающих возможность безопасной эвакуации людей. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- провести краткий анализ действующей нормативной документации;
- провести сравнительный анализ и систематизацию существующих экспериментальных и теоретических данных о динамике опасных факторов пожара и методов расчёта критической продолжительности пожара в театрах, проводимых с целью обоснования объемно-планировочных решений, при возникновении пожара на колосниковой сцене;
- разработать интегральную математическую модель начальной стадии пожара в театрах, описывающую динамику опасных факторов пожара в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении;
- получить новое аналитическое решение задачи о процессах нарастания температуры газовой среды, концентрации токсичных продуктов горения, оптической плотности дыма и снижения концентрации кислорода в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении для обоснования объемно-планировочных решений при проектировании театров;
- проанализировать современные представления о тепловом взаимодействии ограждающих конструкций с газовой средой при пожаре и уточнить значение среднего коэффициента теплопотерь в ограждающие конструкции и сценическое оборудование в начальной стадии пожара при горении пакета тканевых декораций;
- выполнить анализ результатов измерений изменения при пожаре на сцене театра суммарной массы пакета тканевых декораций, которое было обусловлено частичным выгоранием тканей и интенсивной сушкой еще несгоревших декораций;
- провести экспериментальное исследование процесса выпаривания влаги из тканевых декораций в начальной стадии пожара в сценическом помещении и разработать методику экспериментального определения массы выгоревших тканевых декораций с учетом сушки несгоревших декораций;
- для обоснования проектирования путей эвакуации из зрительного зала разработать методику расчета процесса нарастания плотности лучистых потоков, падающих на людей в партере зрительного зала от горящих декораций на сцене;
- осуществить апробацию разработанной математической модели начальной стадии пожара путём сравнения теоретических расчётов динамики опасных факторов пожара с экспериментальными данными;
- разработать методику расчета необходимого времени эвакуации, как одного из основных критериев в регламентации требований пожарной безопасности к путям эвакуации при проектировании и строительстве зданий, из зрительных залов театров на основе полученного аналитического решения задачи о процессах нарастания опасных факторов пожара в зрительном зале с учетом влияния падающих на людей лучистых потоков. Научная новизна работы состоит в следующем:
- разработана новая двухзонная интегральная математическая модель начальной стадии пожара в театрах с колосниковой сценой, позволяющая прогнозировать динамику опасных факторов пожара при проектировании путей эвакуации;
- получено новое аналитическое решение задачи о процессах нарастания температуры газовой среды, концентрации токсичных продуктов горения, оптической плотности дыма и снижения концентрации кислорода в зрительном зале при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении для обоснования объемно-планировочных решений при проектировании театров;
- получены новые данные о коэффициентах теплопотерь для сценического помещения с большим количеством тканевых декораций и для зрительного зала;
- разработана новая методика расчета необходимого времени эвакуации из зрительного зала театра с учетом влияния падающих на людей лучистых потоков для обоснования проектирования путей эвакуации. Достоверность представленных в работе результатов подтверждается использованием фундаментальных законов физики; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчётов опасных факторов пожара и критической продолжительности пожара с экспериментальными данными, полученными при проведении опытов на модели театра с колосниковой сценой. Практическая значимость работы заключается в совершенствовании научной основы обеспечения безопасности эвакуации людей при пожаре на сцене театра. Предложенная методика расчёта опасных факторов пожара и необходимого времени эвакуации позволяет более надёжно, чем существующие, решать задачи пожарной безопасности по обоснованию объемно-планировочных решений при проектировании объектов с массовым пребыванием людей. Практическая реализация. Результаты работы использованы:
- при разработке «Технических условий на проектирование комплексной системы противопожарной защиты нового здания Государственного академического Мариинского театра в г. Санкт-Петербурге»;
- при проектировании путей эвакуации и при расчете безопасного расстояния от сцены до первого ряда зрительного зала Самарского государственного академического театра оперы и балета, расположенного по адресу: г. Самара, площадь Куйбышева, д. 1;
- ГУ МЧС России по Кировской области для экспертизы организационных и технических решений по обеспечению пожарной безопасности людей в здании драматического театра им. С.М.Кирова и разработке мероприятий, повышающих уровень обеспечения пожарной безопасности людей в театре;
- в учебном процессе Московского Государственного строительного университета при подготовке специалистов по специальности «Пожарная безопасность»;
- в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при разработке фондовых лекций по курсу «Пожарная безопасность в строительстве».