WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Нгуен Суан Хынг

ОБОСНОВАНИЕ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К КОНСТРУКЦИЯМ И ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫМ РЕШЕНИЯМ ПОДЗЕМНЫХ АВТОСТОЯНОК В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯХ ВЬЕТНАМА

Специальность: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (технические наук

и, отрасль строительство) А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2012

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной безопасности в строительстве

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Есин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: Табунщиков Юрий Андреевич доктор технических наук, профессор, Московский архитектурный институт, заведующий кафедрой инженерного оборудования зданий Карпов Алексей Васильевич кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны, ведущий научный сотрудник отдела моделирования пожаров и нестандартного проектирования

Ведущая организация: Московский государственный строительный университет

Защита состоится «15» мая 2012 г. в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Б. Галушкина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС России.

Автореферат разослан «10» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Швырков Сергей Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы исследования. В последнее десятилетие в Социалистической Республике Вьетнам (СРВ) происходит активное проектирование и строительство подземных автостоянок (ПА), встроенных в многоэтажные здания, что является важным звеном в процессе урбанизации крупных городов, а также связано с интенсивным социально-экономическим развитием страны в условиях нехватки и дороговизны наземных территорий, особенно в крупных городах, таких как Ханой и Хошимин.

Однако в действующих в СРВ нормативных документах противопожарные требования к конструкциям и объемнопланировочным решениям ПА отражены недостаточно, что не позволяет обеспечить в них требуемый уровень пожарной безопасности. Свидетельством этому являются имевшие место многочисленные пожары с гибелью людей и большим материальным ущербом. Так, за период с 2004 по 2010 г. в подземных автостоянках, встроенных в жилые и общественные здания, произошло 18 крупных пожаров, при этом наблюдается тенденция к увеличению их количества.

Рассмотренные обстоятельства указывают на актуальность проведения исследований, направленных на обоснование и разработку требований к пассивной и активной противопожарной защите ПА.

Отметим, что к основным элементам пассивной противопожарной защиты относятся огнестойкость основных несущих и ограждающих конструкций и объемно-планировочные решения, непосредственно влияющие на обеспечение безопасности людей и минимизацию ущерба при пожарах.

Таким образом, целью работы является развитие нормативной базы СРВ в части обоснования противопожарных требований к конструкциям и объемно-планировочным решениям ПА, обеспечивающих безопасную эвакуацию людей и уменьшение материального ущерба.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выявить специфические особенности пожарной опасности подземных автостоянок в СРВ;

- проанализировать качественный и количественный состав горючей нагрузки в ПА;

- разработать методику и провести натурные огневые эксперименты по определению температурных режимов и возможности каскадного распространения пожара при горении мотоциклов, как основной горючей нагрузки в ПА;

- выполнить математическое моделирование температурных режимов и динамики изменения опасных факторов пожара (ОФП), по результатам которого провести оценку возможности взрывообразного разрушения бетона и безопасной эвакуации людей из здания;

- разработать нормативные противопожарные требования к конструкциям, объемно-планировочным решениям и другим системам пожарной безопасности ПА для включения их в нормативную базу СРВ.

Объектом исследования являлись процессы возникновения, распространения и воздействия ОФП на конструкции и время эвакуации людей из здания.

В качестве предмета исследования рассматривались элементы системы противопожарной защиты ПА, встроенных в многоэтажные здания.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выявлены специфические особенности пожарной опасности ПА в СРВ, связанные с количественным и качественным составом горючей нагрузки, объемно-планировочными и конструктивными решениями.

2. Получены новые экспериментальные данные о влиянии особенностей подземных автостоянок на температурный режим и динамику распространения ОФП при горении мотоциклов, как основной горючей нагрузки ПА в СРВ.

3. Показано, что распространение пожара по мотоциклам в отличие от автомобилей носит каскадный характер. Ведущим ОФП является снижение расстояния видимости.

4. Обоснована недостаточность существующих объемно-планировочных решений зданий с ПА для обеспечения безопасной эвакуации людей.

5. Показана возможность взрывообразного разрушения железобетонных конструкций ПА при горении мотоциклов в условиях характерной для СРВ высокой влажности воздуха и конструкций.

Практическая значимость работы заключается в том, что установленные параметры температурного режима и динамики распространения ОФП при горении мотоциклов, позволяют разрабатывать научно обоснованные рекомендации по проектированию ПА, встроенных в многоэтажные здания, содержащие требования к элементам пассивной противопожарной защиты с учетом недопущения взрывообразного разрушения железобетонных конструкций, направленные на обеспечение безопасной эвакуации людей и снижения материального ущерба.

Материалы диссертации реализованы при:

а) разработке нормативного документа по пожарной безопасности для Главного управления пожарной охраны МОБ СРВ:

«Рекомендации по противопожарной защите подземных автостоянок в многоэтажных зданиях» в части противопожарных требований к конструкциям и объемно-планировочным решениям;

б) разработке лекционного материала по курсу «Пожарная безопасность в строительстве» в Институте Пожарной безопасности МОБ СРВ;

в) проектировании и строительстве подземных автостоянок ОАО «НГАНХА» (СРВ) с целью обеспечения требуемого уровня пожарной безопасности.

Основные результаты работы доложены на XIX и XX Международных научно-технических конференциях «Системы безопасности» – СБ - 2010, СБ - 2011 (г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2010 г., 2011 г.).

На защиту выносятся:

- результаты анализа особенностей пожарной опасности ПА в СРВ, связанных с объемно-планировочными и конструктивными решениями;

- результаты анализа качественного и количественного состава горючей нагрузки в ПА;

- результаты натурных огневых испытаний температурного режима и динамики распространения ОФП при горении мотоциклов в ПА;

- результаты численного моделирования температурного режима, скорости тепловыделения, динамики ОФП и прогрева влажных конструкций в ПА;

- противопожарные требования к конструкциям, объемно-планировочным решениям и другим системам пожарной безопасности ПА в СРВ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

По теме диссертации опубликован научных Структура, объем работы. Диссертация состоит из введения, Структура, объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и пяти глав, выводов, списка использованной литературы и пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на страницах текста,. Содержание работы изложено на 170 страницах текста, включает в себя 26 таблиц, 62 рисунка, список использованной таблиц, использованной литературы из 101 наименования литературы из 101 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обоснована актуальность темы диссертации, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, проанализированы сформулированы цель и задачи исследования, проанализированы сформулированы цель и задачи исследования, проанализированы объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и ее практическая значимость.





ее практическая значимость.

В первой главе представлены результаты п технических представлены результаты пожарно-технических обследований подземных автостоянок здания обследований подземных автостоянок в многоэтажных зданиях СРВ.

Установлено, что ПА отличаются от автостоянок многих стран мира отличаются от автостоянок многих стран мира отличаются от автостоянок многих стран мира прежде всего качественным составом транспортных средств. Данное качественным составом транспортных средств. Данное обстоятельство обусловлено тем, что н популярным обстоятельство обусловлено тем, что наиболее популярным транспортным средством в ы и их количество в СРВ являются мотоциклы и их количество с каждым годом растет (рис. 1) с каждым годом растет (рис. 1).

Рис. 1. Динамика роста транспортных средств в СРВ Рис. 1. Динамика роста транспортных средств в СРВ – количество мотоциклов; количество легковых автомобилей количество мотоциклов; – количество легковых автомобилей Количество транспортных средств, млн.

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

2008 г.

2009 г.

Пожарная опасность ПА характеризуется большим удельным количеством мотоциклов с их размещением на близком расстоянии друг от друга (рис. 2).

Рис. 2. Общий вид типовой ПА в многоэтажном здании СРВ К особенностям развития пожара в ПА, выявленным в ходе анализа описаний реально происшедших пожаров, относятся: высокая скорость распространения пожара по основной горючей нагрузке (мотоциклам); резкий рост среднеобъемной температуры в помещении и образование большого количества токсичных продуктов горения.

К специфическим особенностям пожарной опасности ПА в СРВ следует отнести:

1) автостоянки строятся в многофункциональных зданиях, включающих в себя группы помещений различных классов функциональной пожарной опасности (жилые помещения, торговые площади, офисные помещения и др.);

2) многоэтажные здания относятся к объектам с массовым пребыванием людей, в связи с чем при пожаре возникают проблемы обеспечения безопасной эвакуации людей из зданий, особенно включающих в себя жилой сектор;

3) отсутствие нормативных требований к системе противопожарной защиты подземных автостоянок в многоэтажных зданиях приводит к проектированию общих лестничных клеток и лифтовых шахт, напрямую связанных с объемами автостоянки;

4) отсутствие противопожарных требований к объемнопланировочным решениям по ограничению распространения ОФП приводит к быстрому блокированию продуктами горения путей эвакуации из здания;

5) здания с ПА не оборудуются системами автоматического обнаружения и тушения пожаров, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, что ухудшает условия безопасной эвакуации;

6) единственный въезд в помещения ПА затрудняет действия пожарных подразделений по тушению пожара.

Во второй главе приведены результаты анализа горючей нагрузки основных типов мотоциклов и натурных огневых экспериментов по исследованию температурных режимов, а также скорости распространения пожара при горении мотоциклов в ПА с учетом специфических особенностей её планировки.

Анализ пожарной нагрузки наиболее распространенных типов мотоциклов в СРВ показал, что их основные конструкции изготовлены из различных металлов, резины и пластмасс, при этом доля полимерных материалов в среднем составляет около 16 % (23 26 кг) от общей массы мотоцикла.

Полимерные материалы в корпусе мотоцикла – основной горючий материал, включающие в себя 63 % полипропилена (ПП), 16 % акрилонитрилбутадиенстирола (AБС), 8 % полиуретана (ПУ), 4 % поливинилхлорида (ПВХ) и 9 % других полимерных материалов.

На рис. 3а приведены данные о количественном и качественном составе горючих материалов в конструкции типового мотоцикла, а на рис. 3б – данные о доле различных видов полимерных материалов в общей их массе.

При горении полимерных материалов, применяемых в мотоциклах, образуется много опасных для человека соединений (дым, СО, СО2, НCN, НСl, Сl2, COCl2, SO2, HF, NH3, Br2, NO…). При пожаре в подземной автостоянке продукты горения заполняют эвакуационные выходы, лифтовые шахты и общие лестничные клетки, что блокирует пути эвакуации людей из здания.

Отмечено также, что з нагрузки Отмечено также, что значительную часть горючей нагрузки мотоцикла составляют бензин ( 10 кг), смазочные материалы (до тоцикла составляют бензин (до материалы ( 1 кг) и технические жидкости систем охлаждения (до 1 кг). Общее ) и технические жидкости количество теплоты, выделяющееся при сгорании мотоцикла в количество теплоты, выделяющееся при сгорании мотоцикла среднем составляет 1216,5 МДж.

среднем составляет 1216,5 МДж.

Резина ПВХ Другие Другие (7 %) Алюминий (4 %) материалы материалы ПУ материалы материалы (12 %) (5 %) (8 %) (9 %) АБС Пластик ПП (16 %) Сталь (16 %) (63 %) (60 %) а) б) Рис. 3. Массовые Рис. 3. Массовые доли материалов в конструкции типового мотоцикла ов типового мотоцикла (а), массовые доли различных видов полимерных материалов (б) полимерных материалов (б) в общей их массе Проведенный анализ характерных планиров к и размещения анализ характерных планировок и размещения мотоциклов в ПА, встроенных в жилые и многофункциональные, встроенных и многофункциональны здания, показал, что расстояние парковки между мотоциклами, что расстояние парковки между мотоциклами, что расстояние парковки между мотоциклами составляет от 0,1 до 0,2 м.

2 м.

Для анализа развития пожар в ПА была разработана методика развития пожара была разработана методика проведения натурных эксперименто по измерению температурного экспериментов по измерению температурного режима и времени распространения пожара В качестве объектов режима и времени распространения пожара. объектов исследования были выбраны 125 см выбраны мотоциклы с объемом двигателя 125 см3, являющиеся наиболее распространенными в СРВ (до 91 % от общего наиболее распространенны общего количества).

Для фиксации эксперимент разработана фиксации экспериментальных данных была разработана электронно-измерительная схема, состоящая из персонального измерительная схема, состоящая из персонального компьютера марки HP ProBook модуля ввода аналогового типа ProBook 4510s, модуля ввода аналогового «ОВЕН МВА8», преобразователей термоэлектрических типа «ТХА преобразователей термоэлектрических ТХА» и другой аппаратуры. Схема установки термопар в помещении ПА представлены на рис. 4.

На рис. 5 и 6 представлены видеокадры процесса горения одного и трех мотоциклов в ПА.

Рис. 4. Схема установки термопар в помещении подземной автостоянки 0,5 мин. 2 мин. 4 мин. 6 мин.

8 мин. 10 мин. 13 мин. 25 мин.

Рис. 5. Видеокадры процесса горения одного мотоцикла 0,5 мин. 2 мин. 3 мин. 5 мин.

8 мин. 13 мин. 18 мин. 30 мин.

Рис. 6. Видеокадры процесса горения трех мотоциклов На рис. 7 приведены экспериментальные кривые температурного режима пожара при горении одного и трех мотоциклов.

8Термопара Термопара 10Термопара Термопара Термопара Термопара 6Термопара 8Термопара Термопара Термопара 644220 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Время, мин. Время, мин.

а) г) Температура пожара, C Температура пожара, C Термопара Термопара 8Термопара Термопара 6Термопара Термопара Термопара 9 Термопара 6Термопара 10 Термопара 44220 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 Время, мин. Время, мин.

б) д) 10Термопара Термопара Термопара 8Термопара Термопара 8Термопара Термопара Термопара Термопара 6Термопара Термопара 6Термопара 44220 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Время, мин. Время, мин.

в) е) Рис. 7. Экспериментальные значения температур при горении одного (а, б, в) и трех (г, д, е) мотоциклов Анализ результатов экспериментов показал, что:

- процесс горения мотоциклов имеет скоротечный характер, активизируясь с начала второй минуты. Поэтому для быстрого обнаружения пожара ПА необходимо оборудовать системой автоматической сигнализации;

Температура пожара, C Температура пожара, C Температура пожара, C Температура пожара, C - парковка мотоциклов на расстоянии от 0,1 до 0,2 м друг от друга приводит к быстрому распространению пожара на соседние мотоциклы (возгорание второго мотоцикла произошло через 2 мин., третьего – через 3,5 мин. от начала горения первого мотоцикла), что требует разработки объемно-планировочных решений по ограничению распространения пожара;

- наличие большого количества дыма и токсичных продуктов горения при пожаре в ПА свидетельствует о необходимости устройства систем противодымной защиты и ограничения распространения ОФП соответствующими объемно-планировочными решениями;

- пламя при горении мотоциклов достигает перекрытия, что представляет реальную опасность для его конструкций (температура на уровне 2,5 м от пола ПА превышает 450 °С).

Полученные результаты экспериментального исследования использованы для верификации математических моделей и при разработке противопожарных требований к конструкциям и объемнопланировочным решениям ПА.

В третьей главе представлены результаты математического моделирования горения мотоциклов с использованием программного комплекса FDS.

Системой нестационарных уравнений в FDS являются выражения фундаментальных законов сохранения массы, импульса и энергии:

- уравнение сохранения массы газовой смеси ¶r ¶ ¶ ¶ (1) + (rwx )+ (rwy )+ (rwz ) = 0;

¶t ¶x ¶y ¶z - уравнения сохранения количества движения ¶wy ¶wx ¶wx ¶wz ¶р ¶ ¶wx r + rwx + rwy + rwz = - + 2 m + ¶t ¶x ¶y ¶z ¶x ¶x ¶x ¶ ¶wx ¶wy ¶wx ¶wz ¶wx ¶wy ¶wz - 2 ¶ ¶ + m + + m + m + + ;(2) ¶y ¶y ¶x ¶z ¶z ¶x 3 ¶x ¶x ¶y ¶z ¶wy ¶wy ¶wy ¶wy ¶р ¶ ¶wy r + rwx + rwy + rwz = - + 2 + m ¶t ¶x ¶y ¶z ¶y ¶y ¶y ¶wy ¶wy ¶ ¶wx ¶wy ¶wz m ¶wx + + ¶ m + ¶wz - 2 ¶ + m + + ; (3) ¶x ¶y ¶x ¶z ¶z ¶y 3 ¶y ¶x ¶y ¶z ¶wz ¶wz ¶wz ¶wz ¶р ¶ ¶wz m r + rwx + rwy + rwz = -(r - r0 )g + 2 + ¶t ¶x ¶y ¶z ¶z ¶z ¶z ¶wx ¶wz ¶wz ¶ ¶wyx 2 ¶ ¶wx ¶wy ¶wz ¶ + m + + m + - + m + + ;4) ¶x ¶z ¶x ¶y ¶z ¶y 3 ¶z ¶x ¶y ¶z - уравнение сохранения энергии ¶T ¶T ¶T ¶T ¶ rcр + + wx + wy + wz = (l + lТ + lл )¶Т + ¶t ¶x ¶y ¶z ¶x ¶x ¶ ¶ + (l + lТ + lл )¶Т + (l + lТ + lл )¶Т + qv ; (5) ¶y ¶y ¶z ¶z - уравнения неразрывности для компонентов газовой смеси ¶X ¶X ¶X ¶X ¶ i i i i i r + wx r + wy r + wz r = r(Di - Dt )¶X + ¶t ¶x ¶y ¶z ¶x ¶x ¶ ¶ i i + r(Di - Dt )¶X + r(Di - Dt )¶X + mi. (6) ¶y ¶y ¶z ¶z В условиях однозначности содержится информация о численной сетке, окружающей среде, геометрии, свойствах горючих материалов и строительных конструкций, кинетике горения.

Выходные данные включают: температуру газа; скорость газового потока; концентрацию компонентов газовой смеси (пар, СО2, СО, N2); оптическую концентрацию дыма и расстояние видимости;

давление; скорость тепловыделения; долю компонентов газовой смеси; плотность газа.

Для моделирования горения мотоцикла необходимо построить модель мотоцикла в соответствии с его геометрической конфигурацией, размерами и материалами. Модель мотоцикла построена для программы FDS c данными о теплотворной способности материалов, используемых в мотоциклах. Построение модели мотоцикла состоит в описании геометрии и соотнесении граничных условий с объектом.

Геометрия мотоцикла описывается в терминах прямоугольных препятствий, соответствующих размерам и свойствам материалов в мотоцикле. На рис. 8 показана модель мотоцикла на сетке с размерами 0,1х0,1х0,1 м.

а) б) в) г) Рис. 8. Модели мотоциклов в испытании (а, в) и FDS (б, г) Сравнение результатов проводилось для двух случаев. В первом случае рассматривались температура продуктов горения и скорость тепловыделения при горении одного мотоцикла (рис. 8а, 8б). Во втором случае рассматривались процесс распространения горения между мотоциклами, температура продуктов горения и скорость тепловыделения (рис. 8в, 8г).

На рис. 9 показаны результаты расчетов скорости тепловыделения при горении одного и трех мотоциклов с использованием математической модели, а также экспериментальные данные (Shang W.C., 2006 г.).

На основании проведенного сравнения результатов математического моделирования с экспериментальными данными можно сделать вывод о том, что тепловыделение и температурные режимы совпадают с достаточной для инженерной практики точностью. Поэтому программу математического моделирования FDS можно использовать для исследования горения мотоциклов с целью анализа температурных режимов реального пожара в ПА и прогнозирования распространения ОФП в многоэтажных зданиях с учетом специфики их объемно-планировочных решений в условиях СРВ.

60В FDS - 1 мотоцикл.

В эксперименте - 1 мотоцикл 50В FDS - 3 мотоцикла В эксперименте - 3 мотоцикла 403020100 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 2Время, с.

Рис. 9. Результаты расчетов скорости тепловыделения при горении одного и трех мотоциклов и экспериментальные данные (Shang W.C.) В четвертой главе представлено обоснование противопожарных требований к конструкциям и объемно-планировочным решениям ПА в СРВ.

Оценка огнестойкости строительных конструкций ПА производилась на основе анализа влияния влажности бетона в строительных конструкциях при воздействии температурного режима реального пожара.

В работах профессора Ройтмана В.М. и других ученых показано, что при пожаре взрывообразное разрушение возникает в бетонных и железобетонных конструкциях, имеющих повышенную влажность.

Оно начинается, как правило, через 5-15 мин. от начала огневого воздействия и проявляется в виде отколов со стороны обогреваемой поверхности конструкций кусков бетона, площадью от 0,0001 до 1 ми толщиной от 0,001 до 0,05 м. Отколы происходят на глубину 0,050,1 м от нагреваемой поверхности бетона. Этот процесс продолжается в течение всего огневого воздействия, вплоть до полного разрушения конструкций. Повышенная влажность бетона оказывает существенное Скорость тепловыделения, кВт влияние на взрывообразное разрушение конструкций при температурах внутри конструкции выше 100 С. Вероятность взрывообразного разрушения бетона возрастает с увеличением влажности.

Климат Вьетнама – субтропический и тропический. Средняя годовая влажность составляет 88-95 %, а в подземных сооружениях, в том числе в ПА, этот показатель достигает 100 %.

Расчет температурного режима пожара в подземной автостоянке производился на основе использования результатов моделирования горения мотоциклов с учетом конструктивно-планировочных характеристик помещений, вида, количества и размещения пожарной нагрузки (мотоциклов) в ПА.

На рис. 10, 11 показаны примеры результатов расчета температурного режима реального пожара в ПА на основе моделирования в программном комплексе FDS.

121086420 200 400 600 800 1000 1200 1400 16Время, с.

Рис. 10. Температура в расчетных точках плиты перекрытия ПА при пожаре:

стандартный режим пожара;

расчетная точка 1; расчетная точка 2;

расчетная точка 3; расчетная точка Температура, ° С 121086420 200 400 600 800 1000 1200 1400 16Время, с.

Рис. 11. Температура в расчетных точках балки перекрытия ПА при пожаре:

стандартный режим пожара;

расчетная точка 5; расчетная точка 6;

расчетная точка 7; расчетная точка Результаты расчетов показывали, что температура реального пожара в подземной автостоянке превышает значения температуры стандартной кривой в течение непродолжительных периодов времени (не более 10 мин.).

Для оценки возможности взрывообразного разрушения бетона при пожарах мотоциклов были проведены расчеты температурных полей внутри бетонных конструкций при температурных режимах, характерных для горения мотоциклов в ПА. Расчеты полей температур внутри конструкций проводились с использованием метода конечных элементов, реализованном в программе «KOKON».

В качестве примера на рис. 12 показаны результаты расчета температурных полей в плите перекрытия при влажности бетона 5 %.

Результаты расчетов показали, что в различных конструкциях ПА (колонны, балки и плиты) значение температуры 100 С на расстоянии 0,1 м от наружной поверхности конструкции достигается за время от до 12 мин. Это обстоятельство свидетельствует о возможности взрывообразного разрушения защитного слоя бетона, в результате Температура, ° С чего может произойти резкое уменьшение предела огнестойкости конструкции.

108642 0 5 10 15 Время, мин.

Рис. 12. Изменение температуры в сечении плиты с влажностью 5 % на глубине: 1 – = 0 мм; 2 – = 10 мм;

3 – = 20 мм; 4 – = 30 мм; 5 – = 40 мм; 6 – = 50 мм При пожаре для ПА важно обеспечить не только сохранность несущей способности конструкций на достаточном уровне при огневом воздействии, но и работоспособность их после пожара.

Поэтому в ПА СРВ должны устанавливаться более высокие нормативные пределы огнестойкости строительных конструкций по сравнению с наземными объектами. Для устранения опасности взрывообразного разрушения бетона, а также повышения до требуемого уровня предела огнестойкости железобетонных и других строительных конструкций ПА, должна использоваться огнезащита.

Для обоснования требований к объемно-планировочным решениям и выбора состава мероприятий по противопожарной защите многоэтажных зданий с встроенными ПА использовалось условие безопасной эвакуации людей при пожаре:

РАСЧ НЕОБ t + t t, (7) ЭВ НЭ ЭВ РАСЧ НЕОБ где – расчетное время эвакуации, мин.; – необходимое время t t ЭВ ЭВ эвакуации, мин.; нэ – время начала эвакуации, мин.

Температура, С Проведен расчет времени блокирования путей эвакуации при пожаре мотоциклов в ПА, расположенной под многоэтажным зданием, в программном комплексе FDS. На основе полученных результатов моделирования горения мотоциклов разработана модель подземной автостоянки под 34-х этажным жилым зданием с учетом объемно-планировочных решений и специфического размещения мотоциклов.

Место возникновения пожара Рис. 13. Расчетная схема подземной автостоянки мотоциклов Путем эвакуации людей из здания являлась общая для жилой части здания и помещения ПА лестница. Поэтому при расчете времени блокирования путей эвакуации при пожаре в ПА рассматривался сценарий пожара, при котором реализовались наихудшие условия, характеризуемые наиболее высокой динамикой нарастания ОФП. Исходя из условий выбрано наихудшее место возникновения пожара, находящееся рядом со входом в общую лестничную клетку здания (рис. 13).

По результатам расчета выяснено, что к блокированию лестничной клетки на уровне первого этажа здания, приводила потеря видимости. Необходимое время эвакуации людей из ПА не превышало 180 с., а с верхних этажей здания – 220 с.

Расчетное время эвакуации людей из 34-х этажного жилого здания в г. Ханое определялось с использованием имитационностохастической модели движения людских потоков, разработанной профессором Холщевниковом В.В. В здании не предусматривалась система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, подземная автостоянка не была оборудована системой автоматической сигнализации обнаружения пожара. Значение расчетного времени эвакуации людей составило 382 с. При этом время начала эвакуации соответствовало времени появления дыма в квартирах или помещениях, где находятся люди. Очевидно, что при таком сценарии пожара эвакуация становится невозможной.

Поскольку для многоэтажных зданий расчетное время эвакуации существенно превышает необходимое время, для обеспечения безопасности людей при возникновении пожара, необходимо предусмотреть соответствующие требования к объемно-планировочным решениям.

В пятой главе на основе анализа и оценки характерных особенностей пожарной опасности ПА в СРВ разработаны противопожарные требования, включающие: требования к объемнопланировочным решениям; требования по повышению пределов огнестойкости строительных конструкций; рекомендации по системе противодымной защите. Эти требования направлены на обеспечение требуемого уровня пожарной безопасности и включены в нормативную базу по противопожарной защите ПА в СРВ.

В приложении представлены результаты экспериментального исследования температурного режима при горении мотоциклов в табличном виде и акты внедрения результатов работы.

ВЫВОДЫ 1. Выявлено, что отличительными особенностями пожарной опасности ПА в СРВ являются состав хранимых автотранспортных средств и климатические условия страны. Основным транспортным средством населения СРВ являются мотоциклы, а климат отличается чрезвычайно высокой влажностью.

2. Впервые проведены натурные огневые эксперименты по горению мотоциклов, как основной горючей нагрузки подземных автостоянок. На основе полевой математической модели проведены расчеты динамики изменения опасных факторов пожара в помещениях подземных автостоянок при горении мотоциклов.

3. Показано, что распространение пожара в ПА при горении мотоциклов носит каскадный характер, при этом ведущим ОФП является снижение расстояния видимости.

4. Анализ объемно-планировочных решений стоянок мотоциклов в СРВ, устраиваемых под многоэтажными зданиями различного назначения, показал, что безопасная эвакуация из зданий при пожаре не обеспечивается, так как расчетное время эвакуации существенно больше времени блокирования путей эвакуации ОФП.

5. Проведенные расчеты температурного режима пожара и температурных полей в железобетонных конструкциях с различной влажностью при горении мотоциклов в ПА СРВ показали возможность взрывообразного разрушения железобетонных конструкций при пожаре.

6. Разработанные противопожарные требования к конструкциям, объемно-планировочным решениям ПА и системам противопожарной защиты, способны обеспечивать безопасность людей и подразделений пожарной охраны СРВ.

Основные положения диссертационного исследования изложены в следующих работах:

1. Нгуен, С.Х. К вопросу особенностей подземных автостоянок Республики Вьетнам с точки зрения их пожарной безопасности [Текст] / С.Х. Нгуен // Промышленное и гражданское строительство.

– 2011. – № 10. – С. 70-71 (перечень ВАК).

2. Нгуен, С.Х. Исследование горения мотоциклов [Текст] / В.М.

Есин, С.Х. Нгуен // Пожаровзрывобезопасность. – 2011. – Т. 20, – № 8.

– С. 42-47 (перечень ВАК).

3. Нгуен, С.Х. Особенности пожарной опасности транспортных средств на подземных автостоянках Вьетнама [Электронный ресурс] / В.М. Есин, С.Х. Нгуен // Технологии техносферной безопасности.

– М., 2011. № 2. – Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb/2011-2/20112.html (перечень ВАК).

4. Нгуен, С.Х. Метод моделирования пожаров на подземных автостоянках Вьетнама [Электронный ресурс] / В.М. Есин, С.Х. Нгуен // Технологии техносферной безопасности. – М., 2011. – № 5. – Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb/2011-5/2011-5.html (перечень ВАК).

5. Нгуен, С.Х. Особенность проблемы пожарной безопасности высотных зданий Республики Вьетнам [Текст] / С.Х. Нгуен, К.Х. Динь // Пожарная безопасность в строительстве. – 2011. – № 5. – С. 44-48.

6. Нгуен, С.Х. Проблемы пожарной безопасности на подземных автостоянках Вьетнама [Текст] / С.Х. Нгуен // «Системы безопасности» – СБ-2010: Материалы XIX Международной науч.-техн. конф.

– М.: Академия ГПС МЧС России, – 2010. – С. 215-217.

7. Нгуен, С.Х. Основные направления обеспечения пожарной безопасности подземных сооружений Вьетнама [Текст] / C.Х. Нгуен // «Системы безопасности» – СБ-2011: Материалы XX Международной науч.-техн. конф. – М.: Академия ГПС МЧС России, – 2011. – С. 7981.

8. Нгуен, С.Х. Новый метод дымоудаления подземных автостоянок Вьетнама [Текст] / С.Х. Нгуен, К.Т. Нгуен // «Системы безопасности» – СБ-2011: Материалы XX Международной науч.-техн.

конф. – М.: Академия ГПС МЧС России, – 2011. – С. 81-83.

9. Нгуен, С.Х. Противопожарная защита высотных многофункциональных зданий Вьетнама [Текст] / С.Х. Нгуен, В.А. Нго // «Системы безопасности» – СБ-2011: Материалы XX Международной науч.-техн. конф. – М.: Академия ГПС МЧС России, – 2011. – С. 155157.

10. Nguyn Xun Hng, Trnh Th Dng. Him ha chy t cc tng hm ca nh cao tng // Tp ch Phng chy v cha chy – Trng i hc PCCC B Cng an. Nm 2010. S 15. Trang 32-34. (Нгуен, С.Х.

Пожарная опасность в подземных автостоянках высотных зданий Вьетнама [Текст] / С.Х. Нгуен, Т.З. Чинь // Научно-технический журнал «Предотвращение и ликвидация пожаров» ИПБ МОБ Вьетнама. – Ханой. – 2010. – № 15. – С. 32-34).

11. Nguyn Xun Hng, Nguyn Quang Thng. M hnh ha m chy // Tp ch Phng chy v cha chy – Trng i hc PCCC B Cng an. Nm 2011. S 22. Trang 28-29. (Нгуен, С.Х. Моделирование пожаров [Текст] / С.Х. Нгуен, К.Т. Тханг // Научно-технический журнал «Предотвращение и ликвидация пожаров» ИПБ МОБ Вьетнама. – Ханой. – 2011. – № 22. – С. 28-29).

12. Nguyn Xun Hng, ng Trung Khnh. Nghin cu cc gii php chng t khi trong hm ngm // Tp ch Phng chy v cha chy – Trng i hc PCCC B Cng an. Nm 2011. S 28. Trang 34-35.

(Нгуен, С.Х. Разработка методов противодымной защиты подземных сооружений [Текст] / С.Х. Нгуен, Ч.Х. Данг // Научно-технический журнал «Предотвращение и ликвидация пожаров» ИПБ МОБ Вьетнама. – Ханой. – 2011. – № 28. – С. 34-35).

Подписано в печать 29.03.2012. Формат 60х84/1/16.

Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2Академия ГПС МЧС России. 129366, г. Москва, ул. Б. Галушкина, 4.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.