Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Москва: Академия государственной противопожарной службы, 2008. —
270 с.
05.26.03. - Пожарная и промышленная безопасность (технические науки)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Пузач С.В. Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка метода расчета выделения и распространения токсичных продуктов горения при пожаре в зданиях и сооружениях с учётом их объёмно-планировочных решений и изменения параметров пожара и позволяющего более точно, чем существующие методы, рассчитать критическую продолжительность пожара по отдельным ОФП, и необходимое время эвакуации людей, и выдать рекомендаций по эффективному использованию портативных фильтрующих самоспасателей. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ отечественных и зарубежных статистических данных по составу и уровням концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях различного функционального назначения;
- выполнить анализ данных из различных литературных источников по воздействию монооксида углерода и других токсичных газов на организм человека для выбора и обоснования ПДЗ ОФП;
- разработать математическую модель и методику расчёта выделения и распространения токсичных газов при горении веществ и материалов (на примере монооксида углерода), с учётом объёмно-планировочных решений зданий, а также изменения температуры пожара, концентрации кислорода в зоне горения и коэффициента теплопотерь;
- выполнить тестирование предложенного метода расчёта на экспериментальных данных;
- произвести численный эксперимент и выполнить анализ динамики выделения продуктов горения (в первую очередь монооксида углерода) на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях различного назначения и объёмно-планировочных решений по современным полевой и зонным моделям, а также с использованием нормативных методов расчета (ГОСТ 12.1.004-91*) в течение времени эвакуации;
- разработать научно-обоснованные рекомендации по использованию портативных фильтрующих самоспасателей (в том числе без дополнительной защиты от монооксида углерода) для спасения жизни и здоровья людей при эваt куации на пожарах с учётом объёмно-планировочных решений зданий и сооружений; Научная новизна:
- впервые произведён расчёт критической продолжительности пожара по таким токсичным газам, как акролеин и циановодород, что меняет существующие представления об очерёдности достижения токсичными газами критических значений и динамике ОФП в зданиях и сооружениях;
- разработана математическая модель и методика расчёта выделения токсичных газов, на примере монооксида углерода, при горении веществ и материалов, учитывающая изменения температуры пожара, концентрации кислорода в зоне горения и коэффициента теплопотерь, позволяющая более точно рассчитывать критические продолжительности пожара по отдельным факторам и необходимое время эвакуации людей в зависимости от термогазодинамической картины пожара и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений;
- разработана математическая модель и методика оценки эффективности портативных фильтрующих самоспасателей при пожаре в помещении, позволяющие определять необходимость использования самоспасателя, его вид и характеристики, в зависимости от термогазодинамической картины пожара и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений;
- получены новые данные по динамике полей СО в помещениях со сложной геометрией (коридоры, атриумы и т.д.) с использованием зонных и полевых методов расчёта динамики ОФП;
- разработаны научно-обоснованные рекомендации по эффективному использованию фильтрующих самоспасателей при пожарах в зданиях и сооружениях различного функционального назначения. Практическое значение работы заключается в совершенствовании научной основы обеспечения безопасности эвакуации людей при пожаре в зданиях и сооружениях. Предложенные методики расчёта выделения и распространения моноксида углерода, акролеина, циановодорода, хлороводорода и др. токсичных продуктов горения, а также необходимого времени эвакуации, позволяют более надёжно, чем существующие, разрабатывать и обосновывать объемно-планировочные решения зданий и сооружений различного функционального назначения, с точки зрения безопасной эвакуации людей, а также оценивать эффективность использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожарах.
05.26.03. - Пожарная и промышленная безопасность (технические науки)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Пузач С.В. Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка метода расчета выделения и распространения токсичных продуктов горения при пожаре в зданиях и сооружениях с учётом их объёмно-планировочных решений и изменения параметров пожара и позволяющего более точно, чем существующие методы, рассчитать критическую продолжительность пожара по отдельным ОФП, и необходимое время эвакуации людей, и выдать рекомендаций по эффективному использованию портативных фильтрующих самоспасателей. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ отечественных и зарубежных статистических данных по составу и уровням концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях различного функционального назначения;
- выполнить анализ данных из различных литературных источников по воздействию монооксида углерода и других токсичных газов на организм человека для выбора и обоснования ПДЗ ОФП;
- разработать математическую модель и методику расчёта выделения и распространения токсичных газов при горении веществ и материалов (на примере монооксида углерода), с учётом объёмно-планировочных решений зданий, а также изменения температуры пожара, концентрации кислорода в зоне горения и коэффициента теплопотерь;
- выполнить тестирование предложенного метода расчёта на экспериментальных данных;
- произвести численный эксперимент и выполнить анализ динамики выделения продуктов горения (в первую очередь монооксида углерода) на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях различного назначения и объёмно-планировочных решений по современным полевой и зонным моделям, а также с использованием нормативных методов расчета (ГОСТ 12.1.004-91*) в течение времени эвакуации;
- разработать научно-обоснованные рекомендации по использованию портативных фильтрующих самоспасателей (в том числе без дополнительной защиты от монооксида углерода) для спасения жизни и здоровья людей при эваt куации на пожарах с учётом объёмно-планировочных решений зданий и сооружений; Научная новизна:
- впервые произведён расчёт критической продолжительности пожара по таким токсичным газам, как акролеин и циановодород, что меняет существующие представления об очерёдности достижения токсичными газами критических значений и динамике ОФП в зданиях и сооружениях;
- разработана математическая модель и методика расчёта выделения токсичных газов, на примере монооксида углерода, при горении веществ и материалов, учитывающая изменения температуры пожара, концентрации кислорода в зоне горения и коэффициента теплопотерь, позволяющая более точно рассчитывать критические продолжительности пожара по отдельным факторам и необходимое время эвакуации людей в зависимости от термогазодинамической картины пожара и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений;
- разработана математическая модель и методика оценки эффективности портативных фильтрующих самоспасателей при пожаре в помещении, позволяющие определять необходимость использования самоспасателя, его вид и характеристики, в зависимости от термогазодинамической картины пожара и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений;
- получены новые данные по динамике полей СО в помещениях со сложной геометрией (коридоры, атриумы и т.д.) с использованием зонных и полевых методов расчёта динамики ОФП;
- разработаны научно-обоснованные рекомендации по эффективному использованию фильтрующих самоспасателей при пожарах в зданиях и сооружениях различного функционального назначения. Практическое значение работы заключается в совершенствовании научной основы обеспечения безопасности эвакуации людей при пожаре в зданиях и сооружениях. Предложенные методики расчёта выделения и распространения моноксида углерода, акролеина, циановодорода, хлороводорода и др. токсичных продуктов горения, а также необходимого времени эвакуации, позволяют более надёжно, чем существующие, разрабатывать и обосновывать объемно-планировочные решения зданий и сооружений различного функционального назначения, с точки зрения безопасной эвакуации людей, а также оценивать эффективность использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожарах.