CC BY
29
предложения по снижению негативного воздействия токсичных продуктов горения на жизнь и здоровье людей.
Список использованной литературы
1. Алешина К.Д., Шарифуллина Л.Р. Пожароопасность полимерных материалов. // Международный студенческий научный вестник. 2015. - № 3-3. -С. 314.
2. Брянцева Н.В., Шарифуллина Л.Р. Физико-химические методы анализа в криминалистике. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. - 88 с.
3. Шарифуллина Л.Р., Алешина К.Д. Опасность продуктов горения полимерных материалов. // Сб. трудов IX Междунар. науч.-практ. конф. «Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы» Минск, КИИ, апрель 2015. - С. 8-10.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРУШЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПРИ ПОЖАРЕ
А.А. Атапин, начальник кафедры, А.В. Калач, заместитель начальника института по научной работе,
д.х.н., профессор,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
В.В. Посметьев, директор, к.ф.-м.н., ООО «Доступная робототехника», г. Воронеж
Пожары часто вызывают существенные деформации и разрушение строительных конструкций. Конструкции из горючих материалов могут обрушаться по мере горения и представляют опасность как для людей, не эвакуированных из зданий, так и для сотрудников пожарной охраны, участвующих в ликвидации пожара. Для прогнозирования обрушения строительных конструкций целесообразно использовать математическое моделирование. Современные методы моделирования позволяют с высокой детализацией представить в модели особенности конструкции и с высокой адекватностью воспроизвести физико-химические особенности процесса горения.
В рамках настоящей работы исследовали конструкции из древесины и древесно-полимерного композита. Древесно-полимерные композиты (ДПК) -это перспективные конструкционные материалы, состоящие из цельной или фрагментированной древесины и полимерного связующего или пропитывающего вещества. ДПК позволяют использовать отходы древесного производства (стружки, опилки), использовать низкоценную древесину. Наиболее распространены ДПК двух видов: стружечно-полимерные композиты и пропитанная полимером древесина. Добавление полимера позволяет снизить
склонность древесины к горению.
В качестве базовой конструкции рассматривалась ферменная конструкция крыши здания (рис. 1). Моделирование процесса горения древесины и ДПК является чрезвычайно сложной задачей, так как в модели необходимо воспроизвести комплекс физико-химических процессов, учесть структуру материала, воспроизвести переход материала одного типа в материал совершенно другого типа [1, 2]. В основе предлагаемой модели процесса горения лежит метод динамики частиц [2, 3], который позволяет моделировать эволюцию различных сложных сред, в частности имитировать изменение формы образца в процессе горения (рис. 1). В рамках данного метода строительная конструкция представляется состоящей из большого количества элементов малого размера и круговой формы (в двумерном приближении). В модели элементы могут быть двух типов: древесина и полимер.
Механическое взаимодействие между двумя контактирующими элементами считается вязкоупругим. Уравнения движения элементов составляются на основе второго закона Ньютона. Для интегрирования уравнений движения элементов используется метод Рунге-Кутта второго порядка. Моделирование процесса горения производится на случайной сетке, узлами которой являются центры элементов. Для воспроизведения в модели процесса горения в модель заложены основные законы распространения тепла, выделения химических веществ из материала при нагреве для древесины и полимера.
Модель реализована в компьютерной «Программе для моделирования разрушения при пожарах строительных конструкций на основе древесно-полимерных композитов» на языке Object Pascal в интегрированной среде программирования Borland Delphi 7.
е
Рис. 1. Обрушение ферменной конструкции из древесины в разработанной имитационной модели
Модель позволяет исследовать различные стадии горения материала, найти минимальную концентрацию полимера, при которой ДПК становится
119
негорючим. Модель позволяет изучить изменение напряженно -деформированного состояния строительной конструкции заданной формы по мере горения (рис. 1а), изучить характер фрагментации (рис. 1б) и полного обрушения конструкции (рис. 1в). Разработанная модель имеет не только научную ценность, но может использоваться для прогнозирования пожарной опасности зданий и сооружений.
Список использованной литературы
1. Советов Б.Я. Моделирование систем: учеб. пособие / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - М.: Высш. шк., 1998. - 319 с.
2. Hoover W.G. Atomistic Nonequilibrium Computer Simulations / W.G. Hoover // Physica A. - 1983. - Vol. 118. - P. 111-122.
3. Кривцов А.М. Деформирование и разрушение тел с микроструктурой / А.М. Кривцов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 304 с.
АЗОТФОСФОРСОДЕРЖАЩИЕ АНТИПИРЕНЫ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ АМИНОЛИЗА ПОЛИУРЕТАНОВ
В.М. Балакин, профессор, к.х.н., А.А. Галлямов, аспирант, Уральский государственный лесотехнический университет,
г. Екатеринбург
Трудно назвать какую-либо отрасль хозяйства, где древесина не использовалась бы в том или ином виде (натуральном или переработанном), и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью. По объему и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал. Ее используют для изготовления мебели, столярно-строительных изделий (дверей, окон, полов, паркета, панельных деревянных домов). Из нее делают элементы мостов, судов, кузовов, вагонов, тару, шпалы.
Объемы промышленного потребления древесины постоянно увеличиваются, она относится к категории доступных, возобновляемых видов природного сырья, и имеет сравнительно низкую себестоимость добычи и переработки.
Одной из главных проблем применения древесины в различных отраслях народного хозяйства является ее высокая пожарная опасность. Легкая воспламеняемость, горючесть и другие пожароопасные свойства древесины весьма ограничивают область ее применения в строительстве, обусловливают необходимость проведения огнезащитных, а зачастую дорогостоящих мероприятий. Решение данной проблемы, выбор наиболее рациональных и эффективных мер для огнезащиты древесины и древесных материалов [1, 2].
