Научная статья на тему 'МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЖИМОВ ПРОГРЕВА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА'

МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЖИМОВ ПРОГРЕВА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
165
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ / ПОЖАРНАЯ НАГРУЗКА / ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ / ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Романов Николай Николаевич, Кузьмин Анатолий Алексеевич, Пермяков Алексей Александрович, Федоров Александр Валентинович, Симонова Марина Александровна

Рассматриваются и обсуждаются результаты экспериментальных исследований по изучению особенности теплового режима пожара на объектах с различной пожарной нагрузкой. Для проведения экспериментов предложен численный расчет температурных полей и оценки огнестойкости несущих конструкций с функциональными возможностями разработанного программного комплекса. Данный программный комплекс позволяет автоматизировать и оптимизировать расчет температурного режима пожара в помещении и параметров температурного поля по толщине несущих и ограждающих конструкций при пожаре в помещениях с различной пожарной нагрузкой для оценки огнестойкости строительных конструкций. Результатом работы явилось создание специального модульного программного продукта, работающего в среде Microsoft Office Excel с применением Vissual Basic for Applications и обеспечивающий оперативное редактирование исходных данных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Романов Николай Николаевич, Кузьмин Анатолий Алексеевич, Пермяков Алексей Александрович, Федоров Александр Валентинович, Симонова Марина Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODOLOGY FOR CALCULATING HEATING MODES OF BUILDING STRUCTURES IN AN INTERNAL FIRE

The article considers and discusses the results of experimental studies to study the features of the thermal regime of a fire at objects with different fire loads. For the experiments, a numerical calculation of temperature fields and an assessment of the fire resistance of load-bearing structures with the functionality of the developed software package are proposed. This software package allows you to automate and optimize the calculation of the temperature regime of a fire in a room and the parameters of the temperature field along the thickness of load-bearing and enclosing structures in case of fire in rooms with different fire loads to assess the fire resistance of building structures. The result of the work was the creation of a special modular software product operating in the Microsoft Office Excel environment with the use of Vissual Basic for Applications and providing online editing of the initial data.

Текст научной работы на тему «МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЖИМОВ ПРОГРЕВА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА»

УДК 536.1

Методика расчета режимов прогрева строительных конструкций в условиях внутреннего пожара

Канд. техн. наук Н. Н. РОМАНОВ1, канд. пед. наук А. А. КУЗЬМИН1, канд. пед. наук А. А. ПЕРМЯКОВ1, д-р техн. наук А. В. ФЕДОРОВ2, канд. техн. наук М. А. СИМОНОВА3 1 Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России

2Университет ИТМО 3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

E-mail: [email protected]

Рассматриваются и обсуждаются результаты экспериментальных исследований по изучению особенности теплового режима пожара на объектах с различной пожарной нагрузкой. Для проведения экспериментов предложен численный расчет температурных полей и оценки огнестойкости несущих конструкций с функциональными возможностями разработанного программного комплекса. Данный программный комплекс позволяет автоматизировать и оптимизировать расчет температурного режима пожара в помещении и параметров температурного поля по толщине несущих и ограждающих конструкций при пожаре в помещениях с различной пожарной нагрузкой для оценки огнестойкости строительных конструкций. Результатом работы явилось создание специального модульного программного продукта, работающего в среде Microsoft Office Excel с применением Vissual Basic for Applications и обеспечивающий оперативное редактирование исходных данных. Ключевые слова: температурное поле, пожарная нагрузка, температурный режим, программный комплекс.

Информация о статье:

Поступила в редакцию 26.01.2021, принята к печати 26.02.2021 DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-84-93 Язык статьи — русский Для цитирования:

Романов Н. Н., Кузьмин А. А., А. А. Пермяков, Федоров А. В., Симонова М. А. Методика расчета режимов прогрева строительных конструкций в условиях внутреннего пожара // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 84-93. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-84-93

Methodology for calculating heating modes of building structures in an internal fire

Ph. D. N. N. ROMANOV1, Ph. D. A. A. KUZMIN1, Ph. D. A. A. PERMYAKOV1, D. Sc. A. V. FEDOROV2, Ph. D. M. A. SIMONOVA3

1 Saint-Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia

2ITMO University 3Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University E-mail: [email protected]

The article considers and discusses the results of experimental studies to study the features of the thermal regime of a fire at objects with different fire loads. For the experiments, a numerical calculation of temperature fields and an assessment of the fire resistance of load-bearing structures with the functionality of the developed software package are proposed. This software package allows you to automate and optimize the calculation of the temperature regime of a fire in a room and the parameters of the temperature field along the thickness of load-bearing and enclosing structures in case offire in rooms with differentfire loads to assess thefire resistance of building structures. The result of the work was the creation of a special modular software product operating in the Microsoft Office Excel environment with the use of Vissual Basic for Applications and providing online editing of the initial data.

Keywords: temperature field, fire load, temperature regime, software package.

Article info:

Received 26/01/2021, accepted 26/02/2021 DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-84-93 Article in Russian For citation:

Romanov N. N., Kuzmin A. A., Permyakov A. A., Fedorov A. V., Simonova M. A. Methodology for calculating heating modes of building structures in an internal fire. Journal of International Academy of Refrigeration. 2021. No 1. p. 84-93. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-84-93

Введение

На практике, при решении вопросов пожарной безопасности, как правило, приходится заниматься проблемами огнестойкости строительных конструкций в условиях реальных пожаров. Процесс передачи тепла в конструкциях при температурном режиме пожара имеет ряд особенностей, вызванных разнообразием и зависимостью теплофизических свойств материалов конструкций от температуры, а также влиянием вида и параметров пожарной нагрузки.

Исходя из этого, выполнение поставленной задачи сводится к решению двух совместных теплофизических задач [2]:

— расчет изменения температуры продуктов горения в помещении во времени в зависимости от пожарной нагрузки;

— расчет изменения температуры прогрева в ограждающих конструкциях до наступления предельного состояния.

Постановка задачи

Моделирование пожароопасных ситуаций — это один из способов, позволяющий обосновывать оптимальные решения в области обеспечения пожарной безопасности.

Один из геометрических параметров строительных конструкций, как правило, больше двух остальных, в качестве примера — железобетонная плита перекрытия имеет толщину меньше по сравнению с длинной и шириной [16].

Таким образом, нахождение изменения температуры по одной координате, возможно при решении дифференциального уравнения теплопроводности [10]:

at , ч a2t

at=я ((

at a1 ( t )

a x x=0 l

at a 2 ( t )

a x x=S = l

• [ t (0,t ) - tf i( t )]; • [ t ( S ,t ) - tf 2 ( t )].

Здесь т), а 2( т) — коэффициенты теплообмена между поверхностями плиты со стороны продуктов горения и воздуха [8], Вт/ (м2- °С), соответственно; tf 1 (т) — среднеинтегральная температура в помещении в условиях пожара; tf 2 (т) — температуры окружающей среды со стороны наружной поверхности стены; ^ — температура по толщине стенки в начальный момент времени.

Коэффициент теплообмена а1( т) между поверхностью плиты и продуктами горения, согласно [1], рассчитывается по формуле:

a1( t ) = 11,63e°'0023 tf i( т ).

(4)

Коэффициент теплообмена между необогреваемой поверхностью и окружающим воздухом а2( т), учитывает распространение тепла за счет конвекции ак и распространение за счет излучения а л:

a 2 ( х ) = a k + a л.

(5)

При естественной конвекции в большом объеме конвективная составляющая ак определяется по формулам [12]:

a, =-

i

-•i f 2 ( t );

0,25

Num = С ( Grm • Prm ) I-Pf

Коэффициент теплообмена, учитывающий распространение тепла за счет излучения определяется по формуле [10]:

\4

С0 епр

(1)

Tf2 ц4 ж T ( s, t )л4

100

100

tf 2 ( t ) -1( S ,t )

(6)

В случае одностороннего равномерного прогрева плиты толщиной 5, в условиях внутреннего пожара, необходимо учитывать:

— распределение температур по толщине плиты перед возникновением пожара:

t (* ,0) = (2)

— изменения условий теплообмена на обогреваемой и необогреваемой поверхностях, соответственно:

В случае применения неявной разностной схемы, аппроксимация соответствующих производных уравнения (1) при его решении, необходимо выполнение определенного условия разбиения на временные и пространственные слои (Дт и Дх) [8]:

л ^ 0,5 Дт<-.

(3)

Дх срДх

В этом случае, решения выглядят следующим образом: — температура по толщине ограждения 1 (х, т), т. е. температура в точке с координатами х ¡=гДх и т^/Дт) рассчитывайся по формуле:

t,. = Fu.

t-1, у + t+j + ti,

1

Fu,.

- 2

(7)

a л =

a

a

— температура на обогреваемой поверхности:

1

Ki-1 + Bu■ ■ ff1 + Vj-1 • 2 Ч Fu

1 + Bu,.

1

2 • Fu,.

(8)

— температура на необогреваемой поверхности определяется уравнением:

ы ж t i с -tn

t . = t . .--a I JL-d—

n,J n-l,j 1(7) 2

(9)

Здесь Fu,. =

a(t )At

a, L

But = —; a (t ) — коэффициент

Дх2 ' 1(t)

температуропроводности, м2/с; Х(Т) — коэффициент теплопроводности материала конструкции, Вт/ (м • °С).

В реальных условиях изменение температур происходит в широком: диапазоне значений, поэтому при расчетах все тепло физические свойства материалов ограждающих конструкций вычисляются по средней температуре:

^ + Ц+

т

t = h j^h+I,j

Данная расчетная схема легла в основу разработанного программного продукта по расчету прогрева ограждающих конструкций в условиях пожара.

Обоснованность применения предлагаемой расчетной схемы по определению изменения искомой температуры в условиях реального внутреннего пожара доказана путем сравнения результатов численных экспериментов, применяющих эту методику, и результатов огневых испытаний. В качестве образцов для сравнения рассматривались материалы, существенно отличающиеся друг от друга по своим теплофизическим свойствам — бетоны на различных заполнителях и квнстрхкционного верамзитобетона. Характер изменения температуры греющей среды во время проведения экспериментов, согласно [1], определялся зависимостью:

^ = 345 • ^ (8т + 1)+/0.

Результаты сопоставления представлены на рис. 1-4 и в табл. 1, 2.

Сравнительный анализ результатов расчета и экспериментальных данных показал, что расхождение значений не превышает 15-20%, несмотря на существенные различия таких теплофизических свойств материалов, как плотность, теплоемкость и теплопроводность, что подтверждает во зможность использования данно й расчетной! схемы для расчета изменения температуры по толщине ограждающих конструкций.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Так как изменение; температуры в условиях реального внутреннего пожара на оСЗъекте еефтеперерабатываю-щей промышленности может существенно отличаться

и 1200

о

0 40 80 120 160 -1=30 мин.

Глубина прогрева, мм

Рис. 1. Изменение температуры прогрева в конструщионном керамзитобетоне Рщ. l.Chaoaes of tae ЛеаИои tempeaature io structural keaamzit cootcrete

Время прогрева, мин

——ааах=0 мм (расч.) з— — х=0мм (эксп.) 5 ( х=40 мм (расч.)

— — х=40 мм (эксп.) А х=80 мм ( расч.)

— — -х=80 мм (эксп.)

— • -0 х=120 /мм (расч.) О х=120 мм (эсп.)

Рис. 2. График сопоставления результатоврасчетов с данныши испытаний керамзитобетона Рщ. 2. Comparisoo of calculatioo results witf keramrit coocrete test data

1200 1000 800 600 400 200 0

\ \\

4 N \

\ V V

\ 4 4 4 4 ^ "="■ ««и

4

-1=180 мин.

--1=120 мин.

— •— t=60 мин. ----t=30 мин.

0

40

80

120 160 Глубина прогрева, мм

Рис. 3. Изменение температмры прогрева в тяжелом бетоне на извентковом заполнителе Рис. 3. Changes of the heating temperature in heavy lime concrete

1200 1000

5 800 >

S. 600

CD

CD

4100 200 0

-х=0 мм (расч.)

--х=0 мм (эксп. )

ni— х=40 мм (расч.) 6 — - х=40 мм (экспп.) )— х=80 мм (расч.) 1 — - х=80 ым (эксп.) — ■ -х=160 мм (расч.) О х=160 мм (эксп.)

30

60

90 120 150 180 Время прогрева, мин.

Рис. 4. График сопоставления результатов расчета с данными испытаний тяжелого бетона на известковом заполнителе Fig. 4. Comparison of calculation results with heavy lime concrete test data

Таблица 1

Сопоставление результатов численных экспериментов прогрева конструкционного керамзитобетона

с данными огневых испытаний

Table 1

Comparison of numerical experiments' results with fire test data

Глубина прогрева, мм йУ мин. 6У мин. 9У мин. 120 мин. 150 мин. 180 мин.

Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп.

0 730 700 876 840 950 910 1004 940 1044 990 1075 1040

40 111 140 225 210 216 350 390 430 453 500 506 550

80 29 40 61 70 102 100 145 140 186 190 226 250

120 21 30 26 32 39 40 56 70 "76 9Т 98 110

160 20 20 21 22 25 23 31 30 38 45 46 55

Таблица 2

Сопоставление результатов численных экспериментов прогрева тяжелого бетона на известковом заполнителе с данными огневых испытаний

Table 2

Comparison of numerical experimeyts'resu lts with fire test data

Глубина прлгрева, мм 10 мин. 60 мин. 90 мин. 120 мин. 150 мин. 180 мин.

Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп. Расчет Эксп.

0 613 60t 790 ■790 883 870 946 930 993 970 1030 1000

40 146 130 282 280 383 370 431 440 525 500 579 560

80 45 50 108 95 174 150 234 280 288 280 336 310

120 24 32 47 45 83 80 122 100 160 150 196 180

160 20 20 72 25 53 40 76 60 10 80 122 100

1200

1000

ш 800

п.

>■

Ii 600

ш

<Ц 400 200 0

/VA ч у. \ >

/ / /Л * \ \ Л

ж \ \ \ \\

m ^ \ \ \ \

ч ч V > ч

■ стандартный режим

■ керосин • мазут

■ бензин

■дизельное топливо

30 60

90

120 150 180 Время, мин

Рис. 5. Температурный режим в помещении при стандартном режиме пожара и при пожаре в резервуаре хранения нефтепродуктов (V=10 м3) РiИ. 5. Temperature mode io a room io staodardfire mode aod io oil product stora^ vessel fire (V=10 m3)

0

Рис. 6. Визуальное отображение Fig. 6. Display image

СВОЙСТВА

свойства некоторых

z:

с

I ■ скорость выгорания, н I сгорания веше материалов

- линейная скорость распространения пламени по поверхности материалов

Показатели ПО

Блок значений пока ja i елей пожарной опасности

- критическая

а, при котором

происходит■

черноты факела : при горении некоторых i

Значения показателей пожарной опасности по типовой горючей нагрузке:

- некоторых горючих жидкостей

- смеси горючих материалов I (наименование групп помещений или зон расположения пожарной нагрузки)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- плотность пожарной нагрузки

Рис. 7. Элемент справочно-вычислительного модуля («Блок

значений показателей пожарной опасности») Рщ. 7. Ao example of software packatи (Hire dao^r classes)

Теплофизические свойства веществ

Теплофизические свойства жидкостей на линии насыщения

Теплофизические свойства газов и водяного пара

Теплофизические свойства металлов,

строительных и теплоизоляционных ма тер и а л о в_

Рис. 8. Элемент справочно-вычислительного модуля («Тепло-физические свойства веществ») РИ 8. Ao exapmle of software packa^ (Tfermopfysical Properties of Substaoces)

от «стандартного» температурного режима (рис. 5), то в предлагаемом программном продукте необходимо использовать методику расчета среднеинтегральной температуры продуктов горения в помещении, приведенную в нормативном документе [(]. Данная методика учитывает параметры помещения и вентиляции, физико-химические свойства горючего материала и пожарную нагрузку.

Для определения температурного режима по данной методике необходимо иметь следующие параметры:

— плотность пожарной нагрузки;

— характеристики горючих материалов (скорость распространения пламени, низшая теплота сгорания, удельная массовая скорость выгорания, удельное потребление кислорода) в помещениях различных классов функциональной пожарной опасности, принятые по аналогии с экспериментальными и нормативными данными.

Такие данные приведены в отечественных и зарубежных нормативных, справочных и методических документах, а тркже в разричной технической литературе [4-7, 9, 11-15].

Для автоматизации поиска требуемых ларактеристик и повышения эффективности выполняемых пожарно-тех-

Тхблица 3

Геометрические размеры складского помещения

Table 3

Warehouses dimensions

Длина помещения, м 16

Ширина помещения, м 12

Высота помещения Н, м 3,5

Толщина перекрытий, см 18

Материал перекрытий Бетон М350

Площадь 2-х окон, м2 6

Высота двери для персонала, см 190

Ширина двери для персонала, см 90

Высота дверного проема для производственных целей, см 300

Ширина дверного проема для производственных целей, см 220

нических расчетов, был разработан справочно-вычисли-тельный модуль, представляющий собой базу данных теплофизических свойств веществ и значений показателей пожарной опасности по типовой горючей нагрузке. На рис. 6, 7, 8 представлена визуализация отображений, порождаемых программой для ЭВМ:

С помощью предложенного программного комплекса можно спрогнозировать распределение температуры

Таблица 4

Результаты вычислений температурного поля

в сечении перекрытия при пожаре бензина в резервуаре объемом V=10 м3 (7400 кг)

Table 4

Calculation results for the temperature field of gasolinr fire in floor slab cross-section in a tank of the volume of V=10 m3 (7400 kg)

Глубина прогрева, мм Время, мин.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0 32 286 730 689 503 371 292 241 205 179 160 145

20 22 100 315 437 432 371 311 264 229 202 180 164

40 20 45 149 256 307 307 283 255 228 206 188 172

60 20 27 74 145 201 228 231 223 210 196 183 171

80 20 22 41 83 127 159 177 182 180 175 169 161

100 20 21 28 50 80 108 129 142 148 150 150 147

120 20 20 23 33 52 74 93 108 119 126 130 131

140 20 20 21 26 37 52 68 83 95 105 111 115

160 20 20 20 23 29 40 53 66 79 89 96 101

180 20 20 20 22 26 35 46 58 69 78 85 90

Таблица 6

Результаты вычислений температурного поля в сечении перекрытия при пожаре дизельного топлива в резервуаре объемом V=10 м3 (8500 кг)

Table 6

Calculation results for the temperature field of diesel fuel fire in floor slab cross-section in a tank of the volume of V=10 m3 (8500 kg)

в сечении плиты перекрытия, при возможном воздействии в реальных условиях пожара в складском помещении нефтебазы. Геометрические размеры, а также характеристики его ограждающих конструкций и пожарной нагрузки представлены в табл. 3.

Результаты расчетов по оценки огнестойкости перекрытия рассматриваемого помещения представлены в табл. 4-7.

Таблица 5

Результаты вычислений температурного поля

в сечении перекрытия при пожаре мазута в резервуаре объемом V=10 м3 (9700 кг)

Table 5

Calculation results for the temperature field of mazut fire in floor slab cross-section in a tank of the volume of V=10 m3 (9700 kg)

Глубина прогрева, мм Время, мин.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0 21 33 100 291 582 807 888 857 767 662 564 483

20 20 24 51 135 279 425 530 590 606 586 544 493

40 20 21 32 70 147 243 329 396 439 458 457 440

60 20 20 24 41 82 141 205 262 307 340 358 364

80 20 20 21 29 49 84 128 172 212 245 271 287

100 20 20 20 23 33 53 81 113 145 175 201 222

120 20 20 20 21 26 36 54 76 101 125 149 170

140 20 20 20 20 23 28 39 54 72 92 112 132

160 20 20 20 20 21 24 31 41 55 72 89 106

180 20 20 20 20 21 23 28 36 48 61 76 91

Таблица 7

Результаты вычислений температурного поля в сечении перекрытия при пожаре керосина в резервуаре объемом V=10 м3 (8200 кг)

Table 7

Calculation results for the temperature field of kerosene fire in floor slab cross-section in a tank of the volume of V=10 m3 (8200 kg)

о Время, мин.

Глубина п грева, м 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0 21 42 151 424 713 839 815 716 603 504 426 366

20 20 27 70 191 351 478 548 565 541 494 441 392

40 20 22 39 95 189 284 358 404 423 418 399 372

60 20 21 27 53 105 169 230 278 311 328 331 325

80 20 20 22 34 61 102 147 188 222 247 262 269

100 20 20 21 25 39 64 94 127 156 182 201 215

120 20 20 20 22 29 43 63 86 110 133 153 170

140 20 20 20 21 24 31 44 61 80 100 118 135

160 20 20 20 20 22 26 34 47 62 78 95 110

180 20 20 20 20 21 24 31 40 53 67 82 95

о Время, мин.

Глубина п грева, мм 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0 23 88 392 741 805 690 548 437 358 302 261 229

20 21 41 158 345 472 515 490 435 377 328 289 257

40 20 27 73 176 278 345 373 367 344 315 287 262

60 20 22 40 93 162 222 263 283 285 277 263 248

80 20 21 27 53 95 141 180 207 223 228 227 222

100 20 20 22 34 58 89 121 148 168 181 188 191

120 20 20 21 26 39 58 82 105 125 141 152 160

140 20 20 20 22 29 41 57 76 94 110 124 134

160 20 20 20 21 24 32 44 58 74 89 102 113

180 20 20 20 21 23 29 38 50 64 77 89 99

Рис. 9. Выбор режима пожара Fig. 9. Fire mode selection

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 10. Исходные данные Fig. 10. Initial data

Температурный прогрев ограждающих конструкций в режиме реального пожара

Тип конструкции

Потолочное перекрытие

Строительный материал Бетон на известняковом заполнителе

Толщина, мм 100,0

Время, мин. Т-ра греющей Of среды, С Коэффициент теплообмена со стороны гр.среды, Вт/(м2К) Расстояние от нагреваемой поверхности, мл Коэффициент теплообмена со стороны окр.среды, Вт/(м2-К)

0 20 40 60 80 100

0 25 25 25 25 25 25 25

30 347 18 93 43 30 26 25 25 15

60 881 62 597 285 141 75 46 37 16

90 605 33 504 392 266 173 116 87 16

120 249 14 326 323 276 218 167 128 17

150 89 10 239 253 241 213 177 141 17

ISO 40 9 190 207 206 191 166 134 17

Горючая жидкость

Мазут

Масса, кг

4000

Рис. 11. Результаты расчета Fig. 11. Calculation results

Рис. 12. Графическое представление результатов расчета Fig. 12. Graphic representation of calculation results

На рис. 9-12 представлена визуализация отображений, порождаемых программой для ЭВМ:

Выводы

Результатом проведенного исследования явились автоматизация и оптимизация расчета изменения температуры продуктов горения в помещении и параметров температурного поля в сечении перекрытия объекта нефтегазового комплекса при пожаре в помещениях с раз-

личной пожарной нагрузкой (горючими жидкостями), для оценки влияния различных температурных режимов на огнестойкость строительных конструкций.

Практическое использование данного программного модуля упрощает и ускоряет возможности практического использования в профессиональной сфере для прогнозирования поведения несущих конструкций в условиях реального пожара, выбора материала и типа конструкций.

Литература

1. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. М.: Госстандарт России, 1998. 84 с.

2. Федеральный закон № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 г.

3. Абросимов Ю. Г. Кошмаров Ю. А., Юн С. П. Моделирование температурного режима пожара в помещении // Пожарная опасность технологических процессов, зданий, сооружений и профилактика пожаров. Сборник научных трудов. М.: Изд-во ВИПТШ МВД СССР. 1988. с. 130-135.

4. Дринберг А. С., Гравит М. В., Зыбина О. А. Огнезащита конструкций интумесцентными лакокрасочными материалами при углеводородном режиме пожара // Лакокрасочные материалы и их применение. 2018. № 1-2. С. 44-49.

5. Гравит М. В., Недрышкин О. В., Вайтицкий А. А., Шпако-ва А. М., Нигматуллина Д. Г. Пожарно-технические характеристики строительных материалов в европейских и российских нормативных документах. Проблемы гармонизации методов исследования и классификации // Пожаровзрыво-безопасность. 2016. Т. 25. № 10. С. 16-29.

6. Страхов В. Л., Крутов А. М., Давыдкин Н. Ф. Огнезащита строительных конструкций / под ред. Ю. А. Кошмарова. М.: Информационно-издательский центр «ТИМР», 2000. 433 с.

7. Пожнин А. П., Шиняева Т. Б. Огнезащитные покрытия для металлических конструкций на основе минерального сырья // Труды ЛИСИ (Строительные материалы и изделия из техногенного сырья). Л.: ЛИСИ, 1991. 25 с.

References

1. State standard R 12.3.047-98. Fire safety of technological processes. General requirements. Methods of control. Moscow: Gosstandart of Russia, 1998. 84 p. (in Russian)

2. Federal Law No. 123-FZ «Technical Regulations on Fire Safety Requirements» of 22.07.2008. (in Russian)

3. Abrosimov Yu. G. Koshmarov Yu. A., Yun S. P. Modeling of the temperature regime of a fire in a room. Fire hazard of technological processes, buildings, structures and fire prevention. Collection of scientific works. Moscow: Publishing House of the VIPTSH of the Ministry of Internal Affairs of the USSR. 1988. pp. 130-135. (in Russian)

4. Drinberg A. S., Gravit M. V., Zybina O. A. Fire protection of structures with intumescent paint and varnish materials in the hydrocarbon fire regime. Paint and varnish materials and their application. 2018. No. 1-2. pp. 44-49. (in Russian)

5. Gravit M. V., Nedryshkin O. V., Vaititsky A. A., Shpakova A. M., Nigmatullina D. G. Fire-technical characteristics of building materials in European and Russian regulatory documents. Problems of harmonization of research methods and classification. Fire and explosion safety. 2016. Vol. 25. No. 10. P. 16-29. (in Russian)

6. Strakhov V. L., Krutov A. M., Davydkin N. F. Fire protection of building structures. Moscow: Information and Publishing Center «TIMR», 2000, 433 p. (in Russian)

7. Pozhnin A. P., Shinyaeva T. B. Fire-resistant coatings for metal structures based on mineral raw materials. Trudy LISI (Construction materials and products from technogenic raw materials). L.: LISI, 1991. 25 p. (in Russian)

8. Зайцев А. М, Бологое В. А. Численное моделирование прогрева строительных конструкций для определения коэффициента теплоотдачи при пожарах // Вестник воронежского института ГПСМЧС России. 2015. № 1. с. 19-26.

9. Еналеев Р. Ш. Огнестойкость элементов конструкций при пожарах на предприятиях нефтегазового комплекса / Р. Ш. Еналеев, Э. Ш. Теляков, О. А. Тучкова, Л. Э. Осипова // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2010. № 11-12. С. 23-34.

10. Пашковский П. С. Математическая модель тепломассооб-менных процессов при пожаре в здании / П. С. Пашковский, И. Н. Зинченко, А. М. Богомаз // Научный вестник НИИГД «Респиратор». 2015. № 52. С. 51-59.

11. Заикин С. В., Страхов В. Л., Карпов В. Л. Огневые испытания огнезащиты для технологического оборудования объектов добычи, переработки, транспортировки и хранения нефти и газа // Материалы МНПК: Актуальные проблемы пожарной безопасности. М.: ВНИИПО МЧС России, 2008. Ч. 1. С. 210-214.

12. Abdrakhimov V., Abdrakhimova E., Semenychev V. Study of heat and mass transfer during firing of heat insulation objects based on burntrocks and beidellite clay. Refractories and Industrial Ceramics, 1 July 2011. Vol. 52, No. 2. Pp. 133-135, doi:10.1007/ s11148-011-9381-2

13. AndrejHorvat, Yehuda Sinai & Piotr Tofilo (2009) Semi-Analytical Treatment of Wall Heat Transfer Coupled to a Numerical Simulation Model of Fire // Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 55:6,517-533, DOI: 10.1080/10407780902821128

14. John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. Aheat transfer text book. — 3rd ed. Cambridge, MA: Phlogiston Press, 2008.

15. Novozhilov V. Non-Linear Dynamical Model of Compartment Fire Flashover // Journal of Engineering Mathematics. 2010. Vol. 67, No 4. P. 387-400.

16. Roitman V. M. Fire testing of Bilding Materials in View of the Moisture Factor. First European Symposium of Fire Safety Science (Abstracts). Zurich. ETH. 1995. P. 135-136.

8. Zaitsev A. M., Bologov V. A. Numerical simulation of heating of building structures for determining the heat transfer coefficient in fires. Bulletin of the Voronezh Institute HPSCS Russia. 2015. No. 1. p. 19-26.

9. Enaleev R. Sh. Fire resistance of structural elements during fires at oil and gas complex enterprises / R. Sh. Enaleev, E. Sh. Tel-yakov, O. A. Tuchkova, L. E. Osipova. Izvestiya VUZov. Energy problems. 2010. No 11-12. Pp. 23-34. (in Russian)

10. Pashkovsky P. S., Zinchenko I. N., Bogomaz A. M., Mathematical model of heat and mass transfer processes in a building fire. Scientific Bulletin of the NIIGD «Respirator». 2015. No. 52. pp. 51-59. (in Russian)

11. Zaikin S. V., Strakhov V. L., Karpov V. L. Fire tests of fire protection for technological equipment of oil and gas production, processing, transportation and storage facilities. MNPC materials: Actual problems of fire safety. Moscow: VNIIPO EMER-COM of Russia, 2008. Ch. 1. pp. 210-214. (in Russian)

12. Abdrakhimov V., AbdrakhimovaE., Semenychev V. Study of heat and mass transfer during firing of heat insulation objects based on burntrocks and beidellite clay. Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 52, No. 2. (1 July 2011), Pp. 133-135, doi:10.1007/s11148-011-9381-2

13. Andrej Horvat, Yehuda Sinai & Piotr Tofilo (2009) Semi-Analytical Treatment of Wall Heat Transfer Coupled to a Numerical Simulation Model of Fire, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 55:6,517-533, DOI: 10.1080/10407780902821128

14. John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. Aheat transfer text book. -3rd ed. Cambridge, MA: Phlogiston Press, 2008.

15. Novozhilov V. Non-Linear Dynamical Model of Compartment Fire Flashover. Journal of Engineering Mathematics. 2010. Vol. 67, No 4. P. 387-400.

16. Roitman V. M. Fire testing of Bilding Materialsin View of the Moisture Factor. First European Symposium of Fire Safety Science (Abstracts). Zurich. ETH. 1995. P. 135-136.

Сведения об авторах

Романов Николай Николаевич

К. т. н., доцент Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России, 191245, Санкт-Петербург, Московский пр. 149, [email protected], ORCID ГО 0000-0001-8254-9424

Кузьмин Анатолий Алексеевич

К. п. н., доцент Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России, 191245, Санкт-Петербург, Московский пр. 149, [email protected], ORCID ГО 0000-0003-0301-0696

Пермяков Алексей Александрович

К. п. н., Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы, 191245 Санкт-Петербург, Московский пр. 149, [email protected], ORCID ГО 0000-0002-2081-6934

Information about authors

Romanov Nikolay N.

Ph. D., Associate Professor of the St. Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia, Russia, 191245, St. Petersburg, Moskovsky Pr. 149, [email protected], ORCID ID 0000-0001-8254-9424

Kuzmin Anatoly A.

Ph. D., Associate Professor of the St. Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia, Russia, 191245, St. Petersburg, Moskovsky Pr. 149, [email protected], ORCID ID 0000-0003-0301-0696

Permyakov Alexey A.

Ph. D., St. Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia, Russia, 191245, St. Petersburg, Moskovsky Pr. 149, [email protected], ORCID ID 0000-0002-2081-6934

Федоров Александр Валентинович

Д. т. н., доцент факультета биотехнологий Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, [email protected], ORCID ГО 0000-0003-0030-3848

Fedorov Alexander V.

D. Sc., Associate Professor of the Faculty of Biotechnology of ITMO University, Russia, 191002, St. Petersburg, Lomonosova St. 9, [email protected], ORCID ID 0000-0003-0030-3848

Симонова Марина Александровна

К. т. н., доцент, доцент Высшей школы техносферной безопасности Инженерно-строительного института, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, [email protected], ORCID ГО 0000-0003-2716-0349

Simonova Marina A.

Ph. D., Associate Professor, Associate Professor of the Higher school of technosphere safety of the Institute of civil Engineering, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, Russia, 195251, St. Petersburg, Politechnicheskaya St. 29, [email protected], ORCID ID 0000-0003-2716-0349

III МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ЭНЕРГ0- РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ SEWAN-2021 В ИНТЕРЕСАХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ»

https://www.sewanconf.ru

■■■ 1.1 ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ITMO UNIVERSITY sewan

МАХ МЕЖДУНАРОДНАЯ 1 АКАДЕМИЯ ХОЛОДА ÄIAR j^H INTERNATIONAL ACADEMY or REFRIGERATION

5

ъ

Университет ИТМО, совместно с Томским политехническим университетом и Международной академией холода, приглашает принять участие в III Международной научной конференции «Энерго-ресурсоэффективность в интересах устойчивого развития».

Конференция состоится в Санкт-Петербурге на базе Университета ИТМО 19-24 апреля 2021 г. Научная программа конференции:

^ Энергосбережение и повышение энергетической эффективности

^ Экоэнергетика

^ Проблемы экологической безопасности и системы защиты среды обитания

> Чистые технологии

> Чистая вода

> Рациональное природопользование ^ Устойчивые холодильные цепи

> Пищевые биотехнологии для здоровья человека

Участниками конференции являются представители из 13 стран мира (Чешская Республика, Хорватия, Словения, Новая Зеландия, Малайзия, Иран и т.д.), а также из регионов РФ. По результатам конференции будут опубликованы тезисы докладов в сборнике РИНЦ, выпущен сборник Scopus, опубликованы статьи в журналах ВАК и Q1.

Сайт конференции:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

https://www.sewanconf.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.