автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Моделирование выделения и распространения токсичных газов при пожарах в зданиях и сооружениях для обоснования их объемно-планировочных решений с целью обеспечения безопасной эвакуации людей

На правах рукописи СМАГИН АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРАХ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ИХ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ

Специальность 05 2 6 03 Пожарная и промышленная безопасность (Технические науки, отрасль Строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

хь> ГЭ57

003167957

На правах рукописи

■ Ж

СМАГИН АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРАХ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ИХ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ

Специальность 05 26 03 Пожарная и промышленная безопасность (Технические науки, отрасль Строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Диссертационная работа выполнена на кафедре инженерной теплофизики и гидравлики Академии Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Пузач С В

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Баратов А Н.

кандидат технических наук, доцент Бубнов В М

Ведущая организация - Московский Государственный строительный университет

Защита состоится «28» мая 2008 г в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 205 002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу 129 366, г. Москва, ул Бориса Галушкина, д 4, зал заседаний Ученого Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС России.

Автореферат разослан «15» апреля 2008 г., исх №6/21 от 15 04 2008 г

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в Академию ГПС МЧС России по указанному адресу. Телефон для справок (495) 617 - 26 - 39

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

$ ВМЕсин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В связи с переходом многих стран мира к гибкому объектно-ориентированному противопожарному нормированию в строительстве математическое моделирование пожаров становится определяющим звеном при решении различных задач пожарной безопасности. Федеральное законодательство, в частности, Федеральный закон «О техническом регулировании» и стандарт пожарной безопасности ГОСТ 12 1.004-91* ССБТ «Пожарная безопасность Общие требования», обеспечивают законодательную базу реализации на практике принципа гибкого нормирования.

Объёмно-планировочные решения зданий и сооружений должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей при пожаре При анализе пожарной опасности в соответствии с нормативными документами (СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» и др ) могут использоваться расчетные сценарии, основанные на математическом моделировании динамики опасных факторов пожара (ОФП), позволяющие определить риск для людей и выбрать наиболее эффективные системы противопожарной защиты

Методики прогнозирования ОФП, обусловлены упрощением реальной термогазодинамической картины пожара, что в значительной степени влияет на достоверность получаемых результатов Методы расчета критической продолжительности пожара по газообразным продуктам горения учитывают вредное воздействие только трех токсичных газов (СО, С02, HCl), выделяющихся при пожареь хотя экспериментально установлено, что, например, при сгорании древесины может образовываться до 220 химических элементов и соединений.

Для определения необходимого времени эвакуации людей необходимо уметь определять динамику изменения концентраций продуктов горения на путях эвакуации в зданиях и сооружениях Расчёт количества выделяющихся токсичных газов требует знания химического состава и концентраций компонентов, образующихся в процессе газификации твердых и жидких горючих веществ В настоящее время эта проблема не решена как с теоретической, так и с экспериментальной точек зрения, из-за сложности физико-химических условий протекания процесса

Математическое моделирование выделения и распространения токсичных газов позволяет оценить эффективность и необходимость использования портативных фильтрующих самоспасателей для спасения жизни и здоровья людей при эвакуации на пожарах, что также является актуальной задачей с научной и практической точек зрения.

Требования к портативным фильтрующим самоспасателям регламентированы нормативным документом НЩ> 302-2001 «Техника пожарная Самоспасатели фильтрующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара» и являются достаточно «жесткими» Так, например, должна быть обеспечена защита при парциальной плотности монооксида углерода в воздухе равной 0,0062±0,0003 кг/м3, что существенно превышает предельно допустимое значение (ПДЗ) для безопасной эвакуации людей, равное 0,0016 кг/м3

Однако, в большинстве литературных источников экспериментальные и теоретические результаты показывают, что массовые концентрации окиси углерода не достигают ПДЗ за все время эвакуации или достигают после достижения температурой ее критической величины в помещении

Поэтому использование портативных фильтрующих самоспасателей, не удовлетворяющих по защите от окиси углерода НПБ 302-2001, может быть эффективным для спасения жизни и здоровья людей на пожарах

В данной работе на основе предложенных физико-математических методов моделирования выделения и распространения токсичных газов, проведено теоретическое исследование очередности достижения ОФП их ПДЗ и эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей в помещениях различного функционального назначения с учетом особенностей объёмно-планировочных решений, и образования ранее не рассматривающихся токсичных газов (акролеин и циановодород), которые во многих случаях представляют бо'льщую угрозу для людей по сравнению с другими ОФП, в том числе и с СО

Объектом исследования в диссертации являются тепломассообмедные процессы при пожаре в зданиях и сооружениях, являющиеся основой для обоснования и разработки объемно-планировочных решений и выполнения расчётов по определению критической продолжительности пожара по ОФП и необходимого времени эвакуации людей из помещений, а также эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей

Цель и задачи работы Целью диссертационной работы является разработка метода расчета выделения и распространения токсичных продуктов горения при пожаре в зданиях и сооружениях с учетом их объёмно-планировочных решений и изменения параметров пожара и позволяющего более точно, чем существующие методы, рассчитать критические продолжительности пожара по отдельным ОФП, и необходимое время эвакуации людей, и выдать рекомендации по эффективному использованию портативных фильтрующих самоспасателей. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи1

• провести анализ отечественных и зарубежных статистических данных по составу и уровням концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях различного 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 изменения объёмно-планировочных решений зданий, а также 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 типовых зданиях и сооружениях различного назначения и объемно-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 эвакуации на пожарах с учетом объё'мно-планировочных решений зданий и сооружений.

Научная новизна:

- впервые произведен 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 токсичного газа, 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 ОФП и необходимое время эвакуации людей в зависимости от термогазодинамической картины пожара и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений; 1

- 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,

- получены новые данные по динамике полей СО в помещениях со сложной геометрией (коридоры, атриумы и т д.) с использованием зонных и полевых методов расчета динамики ОФП;

- разработаны научно-обоснованные рекомендации по эффективному использованию фильтрующих самоспасателей при пожарах в зданиях и сооружениях различного функционального назначения

Достоверность

Полученные данные по динамике ОФП рассчитаны с использованием апробированных физико-математических методов анализа, а также численного решения дифференциальных уравнений в частных производных Предложенные математические модели имеют достаточно точное для инженерных методов расчетов совпадение с экспериментальными и теоретическими данными, полученными в том числе при изучении реальных пожаров специалистами различных стран мира.

Практическое значение работы заключается в совершенствовании научной основы обеспечения безопасности эвакуации людей при пожаре в зданиях и сооружениях Предложенные методики расчета выделения и распространения моноксида углерода, акролеина, циановодорода, хлороводорода и др токсичных продуктов горения, а также необходимого времени эвакуации, позволяют более надежно, чем существующие, разрабатывать и обосновывать объемно-планировочные решения зданий и сооружений различного функционального назначения, с точки зрения безопасной эвакуации ладей, а также оценивать эффективность использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожарах

Апробация работы;

Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XV и XVI международной школе - семинаре молодых ученых, аспирантов и студентов «Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках» под руководством академика А И Леонтьева (Калуга, 2005, Санкт-Петербург, 2007), на международной школе - конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений» (Рыбинск, 2006), на XIII и XIV научно-технических конференциях «Системы безопасности» - СБ-2004, 2005 (М, 2004, 2005), на объединенном

заседании кафедр инженерной теплофизиги и гидравлики, пожарной безопасности в строительстве, процессов горения, пожарно-строевой и газодымозащитной подготовки, физики, пожарной тактики и службы, пожарной техники Академии ГПС МЧС России (М., 2008).

Внедрение:

- новые данные по образованию и распространению токсичных ОФП использовались при разработке «Противопожарных мероприятий жилого комплекса с подземными автостоянками по адресу г. Москва, ул. Генерала Глаголева, вл 26».

- разработанная математическая модель и методика определения времени эффективного использования фильтрующего самоспасателя на пожаре были использованы в отчете «Проведение исследований по разработке средства защиты органов дыхания, предназначенного к массовому использованию для защиты населения при угрозах и проявлениях террористических актов на объектах метрополитена», а также используются при выполнении научно-исследовательских и конструкторских работ в научно-внедренческом центре ООО «Эпицентр-маркет»-производителя фильтрующих самоспасателей «Феникс»; 1

- предложенная математическая модель используются при проведении лекционных и практических занятий со слушателями и курсантами Академии ГПС МЧС России по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара»

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений Общий объем диссертации составляет 269 страниц, в том числе 41 рисунок, 51 таблица, список литературы из 130 наименований и трёх приложений из 102 страниц

На защиту выносятся:

• данные о концентрациях токсичных газов выделяющихся при горении веществ и материалов в зданиях и сооружениях, а также воздействие токсичных газов на организм человека с целью выбора и обоснования ПДЗ,

• математическая модель и методика расчета выделения токсичных газов (на примере монооксида углерода) в помещениях, учитывающая объемно-планировочные решения и изменение температуры пожара, концентрации кислорода, и коэффициента теплопотерь,

• методики оценки эффективности использования портативных фильтрующих самоепасателей на пожаре для безопасной эвакуации людей с учётом объемно-планировочных решений зданий и сооружений;

• результаты расчётов по определению критических продолжительностей пожара по отдельным ОФП (включая впервые рассматриваемые токсичные газы акроле-

ин и циановодород) при горении всех 67 комбинированных пожарных нагрузок и горючих веществ, включённых в нормативную базу пожарных нагрузок, для типовых объемно-планировочных решений зданий и сооружений на основе интегральной математической модели расчета динамики ОФП,

• результаты численных экспериментов по динамике полей СО при расчетах термогазодинамики пожара при типовых объемно-планировочных решениях зданий и сооружений, полученных с использованием полевой и зонной математических моделей пожара в помещении.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования динамики опасных факторов пожара в зданиях с различными объемно-планировочными решениями и различного функционального назначения с целью обеспечения безопасной эвакуации людей, сформулированы цель и основные задачи диссертационной работы, изложены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе выполнен анализ литературных источников, содержащих информацию о выделении токсичных газов при сгорании веществ и материалов, из научных работ Ю А Кошмарова, Л К Исаевой, А В Матюшина, П П Щеглова, В Веселы, В С Иличкина, И.С. Молчадского и др. специалистов России и США Рассмотрено влияние выделяющихся токсичных газов при пожаре на организм человека, приведены уровни концентраций, при которых у людей проявляются различные симптомы отравления

В начальной стадии пожара наибольшую опасность для человека представляют отделочные материалы и предметы внутреннего оснащения помещений, в основном изготовленные из древесины и полимерных материалов, которые обладают достаточно низкой температурой термического разложения, низкой температурой воспламенения и плавления, высокой скоростью распространения пламени, токсичностью и дымообразующей способностью

В табл. 1 представлена часть результатов анализа состава продуктов горения пожарной нагрузки (ПН) помещений с пересчетом в массовые концентрации

Таблица 1

Состав продуктов горения пожарной нагрузки помещений

№ Наименование горючего материала Удельное выделение, кг/кг

Двуокись углерода, ¿C02 Оксид углерода, ¿со Дым, ¿д Синильная кислота, ¿hcn Соляная кислота, ¿на Оксиды азота, ¿wo« Акролеин, ¿АКР

1 Древесина 1-1,75 ÍO^-O^S 9 10'J-3,4 10"2 — ... 10-'-3 10'3 4 10"'-4,86 103

2 Древесина с огнезащита добавками ... 1,32 Ю-4 1,12 Ю-4 3 10'5 ... — —

3 Древесина, обработанная аммонийными солями — — — 3 10-32,7 10"2 — 3,5 10" 4 1,2 10'3 —

4 Пшеница, ячмень, овес, кукуруза 0,5-0,7 0,2-0,26 0,130,16 — — -- 2,8 10"3-6,4 10"3

5 Линолеум, изоляция проводов — — — 3,2 10"4-3,96 Ю-4 — — —

нет данных по выделению токсичного газа

Доминирующими, в количественном отношении, токсичными газами являются монооксид углерода (СО), хлороводород (HCl), циановодород (HCN), акролеин (СН2=СН-СНО), фтороводород (HF), аммиак (NH3), оксид углерода (С02) и др Спектр токсичных газов, выделившихся при сгорании, например древесины может исчисляться сотнями наименований

Анализ исследований по выделению токсичных газов на реальных пожарах (г. Бостоне (США), Департамент научных исследований окружающей среды и здоровья), показал, что, в отличие от общепринятых представлений оксид углерода (С02) не наносит существенного вреда эвакуирующимся людям, но присутствует во всех замерах, (СН2=СН-СНО) - концентрации этого высокотоксичного газа (акролеина) в 50 % случаев находились в интервале между действующей опасной концентрацией для жизни и здоровья людей и краткосрочной предельно-допустимой концентрацией (по стандартам США), концентрации монооксида углерода (СО) в 17 % случаев находились в интервале между действующей опасной концентрации для жизни и здоровья людей и кратковременной смертельной концентрацией.

Необходимо учитывать, что токсичные газы оказывают комплексное воздействие на организм человека одновременно при повышающейся температуре в помещении и снижающейся концентрации кислорода, что, современные методики прогнозирования ОФП не учитывают.

Учитывая сложную токсикологическую обстановку на пожарах в современных зданиях и сооружениях при спасении людей нашли широкое применение средства индивидуальной защиты (самоспасатели) фильтрующего типа, т к они наиболее удобны, малобюджетны и просты в применении

Самоспасатель фильтрующий - средство индивидуальной защиты органов дыхания, глад и головы человека от дыма и токсичных газов, образующихся при пожаре

Проведён анализ технических характеристик самоспасателей различных производителей и установлено, что практически все самоспасатели, продающиеся на российском рынке, соответствуют требованиям норм (за исключением параметров защиты от СО У некоторых самоспасателей)

Однако отсутствует информация об изменении времени защитного действия самоспасателя при изменении температуры, концентрации токсичных газов и содержания кислорода в помещении, а также о поведении фильтрующего элемента самоспасателя при комбинированном воздействии токсичных газов.

В выводах по первой главе отмечено, что.

- при горении веществ и материалов концентраций, опасных для жизни и здоровья человека, спустя незначительные промежутки времени от начала пожара, могут достигать токсичные газы монооксид углерода, хлороводород, циановодород, акролеин, аммиак, фтороводород, альдегиды, а в нормах пожарной безопасности учтены только СО, СОг и НС1;

- отсутствуют методики расчёта удельного коэффициента (L,) выделения токсичных газов в зависимости от термогазодинамических условий пожара в нормативных документах принимается h = const для каждой пожарной нагрузки,

- для определения критической продолжительности пожара по отдельным ОФП, необходимого времени эвакуации людей и эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при пожаре необходимо производить прогнозирование ОФП с учетом выделения токсичных газов (в том числе и не учтенных в нормах пожарной безопасности) для конкретных объемно-планировочных решений объекта,

- комплексная методика исследования эффективности фильтрующих самоспасателей, учитывающая термогазодинамические особенности пожара, а также конструктивные и функциональные особенности самоспасателей, в настоящее время отсутствует

Во второй главе рассмотрены особенности математического моделирования тепломассообмена при пожаре в помещении и динамики ОФП Проведен анализ

существующих методов расчета газодинамики и тепломассобмена при пожаре в помещении, являющихся основой для обоснования и разработки объемно-планировочных решений зданий и сооружений. Рассмотрены теоретически^ методы прогнозирования ОФП на основе интегральной, зонной и полевой математических моделей пожара в помещении, изложены их недостатки и преимущества

Интегральная модель пожара позволяет получить информацию о средних значениях параметров состояния среды в помещении для любого момента развития пожара. Система дифференциальных уравнений интегральной модели для начальной стадии пожара дополнена уравнениями законов сохранения массы для акролеина и циановодрорда

^ (Рнс>/)=Ч^нскЛ -*нсЛск<Л, (1)

~ (ракр^) = УАкрП - , (2)

где т - время, с; V - объем помещения, м3, рнач> ракр- среднеобъемная парциальная плотность циановодорода и акролеина, кг/м3; ¿нс№ ¿акр - коэффициенты удельного выделения циановодорода и акролеина, кг/кг, ц/ - скорость газификации пожарной нагрузки, кг/с; г| - коэффициент полноты сгорания пожарной нагрузки, лгНсы> *акР -средняя массовая доля циановодорода и акролеина, «нам, "акр - коэффициент, учитывающий отличие концентрации токсичного газа в уходящих газах от среднеобъем-ной концентрации этого газа, С?г - расход газов, удаляющихся из помещения через проёмы, кг/с

Используется трёхзонная математическая модель справедливая для стадии пожара. Температура и массовый расход в сечении конвективной колонки определяются по формулам:

г 7-0+бпож(1-(р); сХт

в = 0,21

срТ»

(1-х)

0' + (4)

где бпож = л ^ бн = л ¥уд бн -Рр, бпож - скорость тепловыделения, Вт , £>„ - теплота сгорания, Дж/кг, g — ускорение свободного падения, м/с2, Т0 и р0 - температура и плотность холодного (окружающего) воздуха, б - расход газов через сечение струи, отстоящее от поверхности горения на расстояние у, кг/с, ср — изобарная теплоемкость газа, Дж/(кг К); - доля, приходящаяся на поступающую в ограждение

теплоту от выделившейся в очаге горения; у - координата сечения колонки, отсчитываемая от поверхности горения, м ; уа - расстояние от фиктивного источника тепла до поверхности горения, м

Система дифференциальных уравнений зонной модели для начальной стадии пожара дополнена уравнениями законов сохранения массы для акролеина и циано-водоорода

Обобщенное нестационарное трехмерное дифференциальное уравнение полевой модели имеет вид.

роста на координатные оси, концентрации компонентов газовой смеси (Ог, СО, СОг, и впервые рассматриваемые НСЫ и (СН2=СН-СНО) акролеин), оптическая плотность дыма, кинетическая энергия турбулентности и скорость ее диссипации); Г - коэффициент диффузии для Ф, 5 - источниковый член. Лучистый теплоперенас определяется с помощью метода моментов (диффузионная модель)

Система уравнений (5) решается методом контрольных объемов по неявной конечно-разностной схеме на неравномерной шахматной сетке.

Разработана математическая модель и методика расчета коэффициента удельного выделения токсичных газов, входящего во все рассмотренные математические модели, на примере СО при сгорании пожарной нагрузки помещения с учетом объемно-планировочных решений зданий и сооружений и термогазодинамических условий пожара

Основные химические реакции образования СО и СОг представлены ниже-

Система основных уравнений разработанной математической модели расчета удельного коэффициента выделения токсичных газов, учитывающей зависимость изменения температуры пожара, концентрации кислорода в помещении и коэффициента теплопотерь (в случае выделения СО) имеет вид

где р - плотность, кг/м3, Ф - зависимая переменная (энтальпия смеси, проекции ско-

с+о2-»со2, с+о,5о2~со, со+о,5о2^со2 , С+С02~С0.

(6)

(7)

(10)

где peo - парциальная плотность CQ> кг/м3, ß„p — низшая рабочаятеплота сгорания материала, МДж/кг, ф — коэффициент теплопотерь; Ico — удельный коэффициент выделения СО при сгорании 1 кг материала, кг/кг; Л"рь КрЪ Крз, К^ - константы равновесия химических реакций (6) соответственно, Reo - газовая постоянная СО, Дж/(кгК), Рсо - парциальное давление СО, Па; г02- объёмная доля кислорода в воздухе помещения; Т„ - температура пожара, К.

В случае расчёта значений выделения для других токсичных газов (акролеина, циановодорода, хлороводорода и тд) в ур (7)-(10) меняются с учетом химических реакций образования этих веществ соответствующие члены на рНсы, ракР и т д

Удельный коэффициент выделения ¿со определяется по ур (7), и получен из уравнения предельной плотности токсичного в аналитическом решении интегральной модели и учитывает объёмно-планировочные решения (в первую очередь высоту и объем помещения)

Математическая модель (6)-(10) и методика расчета позволяет, зная константы равновесия химических реакций, получить значения удельного коэффициента выделения любого вещества, или измеряя плотность токсичного газа, теплоту сгорания, коэффициент теплопотерь, температуру пожара и концентрацию кислорода в случае вещества неизвестного химического состава

Пример результатов расчета представлен на рис 1.

Рис 1 Зависимость удельного коэффициента выделения СО от температуры при г02=0,23 и <р=0,2 □ - химическое вещество ацетон, Д - радиоматериалы поли(этилен, стирол, пропил), гетинакс, 0 - хвойные древесные материалы штабель

Leo, кг/кг 0,8

0,4

0,2

0,6

о

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Т,К

Проведен сравнительный анализ полученных расчетных данных с экспериментальными данными из различных научно-технических источников, отмечена достаточная, для инженерных расчётов, сходимость расчётных и экспериментальных данных. Сопоставление с экспериментальными данными [Breulet Н, Standard toxic potency indexes, InterFlam 2007 Conference, London, 2007 ] показало, что отличие теоретического значения отношения концентраций окиси и двуокиси углерода к его экспериментальной величине не превышает 11,77 %, например.

- горение древесины (г02 = 0,013)- (ЛГсо^согХеор = 0,398, (ХСо/ХСо2)жс„ = 0,36;

- горение резины (г02 = 0,0737). (Хсо/Лсо2)теоР = 0,29, (Хсо/ЯЬогкш = 0,26.

Определена сходимость расчетных данных выделения токсичных газов с экспериментальными данными Ю А. Кошмарова и Л К Исаевой Результаты сравнительного анализа по СО представлены в табл. 2 и 3, а по акролеину в табл 4, а также определены значения параметров пожара, при которых зафиксированы значения выделения токсичных газов у этих авторов.

Таблица 2

Сопоставление расчётных и экспериментальных данных по выделению СО.

¿СО» кг/кг [Кошмаров] Расчётные данные по методике

Вид ПН ¿со» , . Параметры пожара Погрешность,

кг/кг Г, К Го2, % Ч> %

Древесина 0,024 0,0248 1100 14 0,5 3,33

Радиоматериалы 0,1 0,1 1100 14 0,2 0

Ацетон 0,269 0,296 1400 14 0,5 10,03

Таблица 3

Сопоставление расчётных и экспериментальных данных по выделению СО при сгорании древесины.

Источник данных ¿со» Параметры пожара

кг/кг Г, К 9 Г02, % Погрешность, %

Л К Исаева 104-0,25 - - -

Расчёт по методике 0,0018-0,2632 800-1400 0,2-0,8 14-0,8 5,2

Таблица 4

Сопоставление расчётных и экспериментальных данных по выделению акролеина.

Вид ПН ¿акролеин» кг/кг (Исаева) Расчётные данные по методике

¿акролеин» кг/кг J Параметры пожара Погрешность, %

Г, К Г„2, % <Р,

Древесина 0,00443 0,00443 - 19 0,89 0

Бумага 0,0035 0,00359 - 19 0,89 2,57

Отмечено, что, используя данную методику, можно рассчитывать величины выделения других токсичных газов при наличии соответствующих исходных данных

(перечень химических реакций, константы равновесия соответствующих химических реакций). Полученные данные по выделению токсичных газов позволяют более точно рассчитывать критическую продолжительность пожара по газообразным продуктам горения с учетом объёмно-планировочных решений зданий и сооружений

В третьей главе произведены расчёты по определению критической продолжительности пожара по отдельным факторам (повышенная температура, пониженная концентрация кислорода, потеря видимости в дыму, по газообразным продуктам горения- СО2, СО, HCl, HCN, акролеин) и эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при пожарах в зданиях и сооружениях, с использованием формул интегральной математической модели расчета динамики опасных факторов пожара

Предложена методика расчета, позволяющая определить виды пожарных нагрузок, при сгорании которых токсичные газы (СО, СО2, HCl, HCN, акролеин) в помещении и в подмасочном пространстве самоспасателя, будут представлять угрозу раньше, чем повышенная температура.

[ в I, г

где ткрт г - критическая продолжительность пожара по г-му токсичному продукту горения, с, < - критическая продолжительность пожара по повышенной темпера-353сУ

туре, с; в = ——2--размерный комплекс, зависящии от теплоты сгорания мате-

(1-ф)пб

риала и свободного объема помещения, кг, ?0 — начальная температура воздуха в помещении, °С; п — показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А — размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг/с"; г — безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения; V— свободный объем помещения, м3, X, — предельно допустимое содержание ;-го токсичного газа в помещении (в подмасочном пространстве самоспасателя - по данным производителя), кг/м3. Принимаем Хсаг =0,11 кг/м3, Хсо = 1,1610"3 кг/м3, Хна=23 10"6 кг/м3; ХНСм=1 Ю"5 кг/м3; Хакр=1 10"6 кг/м3,1, — удельное выделение 1-го токсичного газа, кг/кг.

Если неравенство (11) выполняется, то повышенная температура при пожаре в помещении достигнет критических значений (70 °С) позже, чем рассматриваемый токсичный газ достигнет своего предельно-допустимого значения (ПДЗ)

StL =

в, (, 70

— In 1 + А

(273+10) г

(11)

Подставив соответствующие величины в уравнение (11), получим

А

Выполнено три варианта расчёта в случае помещений различных по высоте и объёму для всех 67 комбинированных пожарных нагрузок и горючих веществ.

1- сравнительный анализ опасности от токсичных газов (СО, HCl, С02) в помещении с использованием данных Ю А. Кошмарова и Л К Исаевой;

2- сравнительный анализ опасности образования концентраций токсичных газов (СО, HCl, HCN, акролеин) в помещении и подмасочном пространстве самоспасателя, ориентированного на повышенную защиту от СО, с использованием данных только Л К Исаевой;

3- сравнительный анализ опасности от токсичных газов (СО, HCl, С02) в_поме-щении и подмасочном пространстве самоспасателя с использованием данных только Ю А. Кошмарова.

В табл 4, при исходных данных Л К. Исаевой показано в каком количестве пожарных нагрузок, концентрация токсичного газа достигла критического значения раньше, чем повышенная температура (но позже потери видимости от которой, непосредственно, гибель людей не происходит)

Таблица 4

Статистика выполненных расчётов (из 67 пожарных нагрузок)

Токсичный газ Помещение Подмасочное пространство

Кол-во ПН Проценты Кол-во ПН Проценты

Монооксид углерода 25 37,31 0 0

Хлороводород 2 0 0 0

Циановодород 2 2,98 2 2,98

Акролеин 30 44,77 0 0

Из табл 4 видно, что акролеин является одним из самых опасных факторов пожара

Оценка эффективности использования самоспасателей на различных объектах с использованием формул аналитического решения интегральной математической модели пожара в помещении и формул ГОСТ 12 1 004-91* выполнена с целью определения критической продолжительности пожара (КПП) по отдельным факторам Кроме основных параметров (КПП по повышенной температуре, потере видимости в дыму, по пониженному содержанию кислорода, по одному из газообразных продуктов горения (СО, HCl, HCN, СН2=СН-СНО (акролеин), определялась КПП по достижению одним из токсичных газов ПДЗ в подмасочном пространстве самоспасателя (по ур (18)) - подставляется соответствующее значение рПдз равное

концентрации токсичного газа, от которого самоспасатель обеспечивает защиту (принимается по данным производителя)), а также определялась температура в помещении на этот момент (ур (19))

/ м"<

(18)

1 -

Та=Тйе° , (19)

где рпда - ПДЗ для 1-го токсичного газа, кг/м3, Т(= т, - время, за которое плотность исследуемого токсичного газа достигнет ПДЗ в помещении без использования самоспасателя (ур (18) - критическая продолжительность пожара по газообразным продуктам горения), т2 =т, - время, за которое плотность исследуемого токсичного газа достигнет ПДЗ в подмасочном пространстве самоспасателя (ур (18))

За время эффективного использования самоспасателя принималась разница по времени между:

- достижением плотности токсичного газа ПДЗ в подмасочном пространстве самоспасателя и достижением плотности токсичного газа в помещении без использования самоспасателя (г^ = т2-т(), при условии, что первым опасным фактором пожара в помещении не наступала ни повышенная температура (7,кр=70°С), ни пониженная концентрация кислорода (ткр02),

- достижением концентрации токсичного газа в помещении ПДЗ и достижением температурой или пониженной концентрацией кислорода воздуха критических параметров в помещении (Тэф2 = ткрг - Т1 или т*^ = ткр02- Х|)

Данные по выделению токсичных газов взяты из научных работ Ю А Кошма-рова и Л К. Исаевой Фрагмент выполненных расчётов представлен в табл 5.

В результате выполненной работы в главе 3 сделан вывод о том, что опасность представляемая СО преувеличена, т.к. в большинстве случаев, предельных концентраций СО достигает спустя значительный промежуток времени, к которому другие ОФП уже достигли предельных значений, а температура в помещении очень высока Следовательно, общая картина опасности, представляемая другими токсичными газами (акролеин, циановодород) недооценена, а методики прогнозирования опасных факторов пожара вообще не учитывают эффекты воздействия многих других токсичных газов, выделяющихся при сгорании пожарной нагрузки

Таблица 5

Эффективность использования самоспасателей в помещениях различного функционального назначения объёмом К=500 м3, высотой к = 4 м, г =>0,77.

Токсичный газ В помещении Подмасочное пространство В помещении Вывод об эффективности^

. Т|, с.. | Т„° С т»с_| Г,,"С тгс1т05с1т,~"с

1. Мебель + бытовые изделия ( здание 1-И СО (СО - степень огнестойкости ))

СО 113 | 50,5 | 113 | 50,5 142 168 53 74

НС1 н д

Акролеин 39 | 21,2 | 207 | 268,9

нсы нд

2. Верхняя одежда: ворс, ткани (шерсть + нейлон)

СО н д 32 45 18 8

НС1 6 | 20,4 | 14 | 25,1

Акролеин н д

НСЫ 9 | 21,5 | 30 | 72,5

3. Сырьё для легкой промышленности: шерсть

СО н д 58 69 30 36

НС1 нд

Акролеин н д

НСЫ 17 | 21,4 | 53 | 68,5

- «н д » - нет данных о выделении токсичного газа,

- в расчёте определялось время эффективности использования самоспасателя, ориентированного на повышенную защиту от акролеина

Обобщённые результаты выполненных расчётов представлены в табл 6.

Таблица 6

Сведения об ОФП, наступивших в первую очередь, при сгорании пожаркой нагрузки в помещениях различного объёма.

У= 108 м\ »'-геем' 100« м3

ОФП й=3 м, 2=1,252 й=4 м, И),77 й=5 м, г=0,54

Кол-во ПН % Кол-во ПН % Кол-во ПН %

Монооксид углерода 0 0 0 0 0 0

Хлороводород 1 1,49 1 1,49 1 1,49

Акролеин 30 44,78 30 44,78 30 44,78

Циановодород 1 1,49 1 1,49 1 1,49

Повышен температура 35 52,23 35 52,23 35 52,23

Кислород 0 0 0 0 0 0

Наиболее опасным фактором пожара, в соответствии с выполненными расчетами, является акролеин, что также подтверждается исследованиями других специалистов Акролеин - сильнейший токсикант раздражающего действия, при первых вдохах человеком вызывает обильное слезоточение и кашель, достаточно часто достигает ПДЗ в интервале повышения температур на 20-30 °С, когда другие ОФП ещё долго не проявляют себя, кроме того, процент наступлений акролеина, как первого ОФП, очень высок, учитывая, что для многих пожарных нагрузок сведения о выделении акролеина при горении отсутствуют

В четвёртой главе проведены численные эксперименты по прогнозированию ОФП с помощью полевой и зонной математических моделей в зданиях и сооружениях различного функционального назначения при типовых объемно-планировочных решениях, характеристики и геометрические размеры для 4-х объектов из 8-ми рассматриваемых представлены в табл. 7.

Помещения имели сложную геометрию (криволинейные коридоры; атриумы объединяющие несколько этажей,; перепады высот перекрытий этажей и т.д)

Представлены результаты численного расчета критической продолжительности пожара по различным опасным факторам пожара в этих зданиях. Для иллюстрации результатов на рис. 2 представлены характерные поля концентраций токсичных газов СО и С02) при пожаре в зрительном кинозале, расположенном в комплексе придорожного развития (д Барвиха)

Анализ результатов численных экспериментов показывает, что в зданиях и сооружениях различного назначения с типовыми объемно-планировочными решениями критическая для человека массовая концентрация монооксида углерода, равная 0,00116 кг/м3, не наступила за рассматриваемое время от начала пожара при следующих видах пожарных нагрузок: мебель + ткани (здание 1-П ст огнестойкости), бензин А-76, сценическая часть зрительного зала (древесина), штабель древесины, дерево + лаковое покрытие 0,95 древесина + 0,05 (ФЛ+РХО)

При следующих видах пожарных нагрузок время критической продолжительности пожара по монооксиду углерода больше критической продолжительности пожара по повышенной температуре:

- автомобиль, на 189,9 с,

- упаковка: бумага +картон +поли (этилен+стирол) (0,4+0,3+0,15+0,15)- на 39 с,

- промышленные товары при пожаре на третьем этаже на 27-28 с на втором этаже и на 145-168 с на третьем этаже (пример двухсветного атриума, находящегося в центре трехэтажного торгового и культурно-развлекательного центра (г. Новосибирск).

Время защитного действия портативных фильтрующих самоспасателей от начала пожара до достижения температурой ее критического значения на высоте рабочей зоны (эффективность самоспасателей) составляла

- здание 1-Й ст. огнестойкости (мебель + ткани)- 209-743 с;

- автомобиль 250,7 с,

- бензин- 114 с,

- сценическая часть зрительного зала (древесина) 430 с,

- штабель древесины 269 с;

- упаковка бумага +картон +поли (этилен+стирол) (0,4+0,3+0,15+0,15) 155с,

- промышленные товары- 393-950 с

Таблица 7

Характеристики многофункциональных зданий с массовым пребыванием людей

№ Название, адрес и краткая характеристика здания Наименование основных помещений, горючий материал Размеры (площадь пола (м!), х высота (м)) Свободный объем, м3

1 Гостиничный комплекс, г Екатеринбург, Верх-Исетский район, состоит из 20 уровней надземных этажей и подземного паркинга, высота 1-го и 4-19 этажей составляет 3,6 м, 2-го этажа -6,0 м, 3-го этажа - 5,6 м Коридор 6 1-36-001, здание 1-Н ст огнестойкости, мебель + ткани (в номере) на отметке 0 ООО 151,33x3,6 435,8

Чайный салон 2 1-1-002 -2 1 -5-002 на отметке +4 000, мебель + ткани 340,7x6,0 1635,4

Тематический ресторан 2 21-003,2 2-2-003,2 2-3-003 на отметке +12 000, мебель + ткани 355,62x5,6 1593,2

2 Комплекс придорожного обслуживания в дер Барвиха Зрительный кинозал, сценическая часть зрительного зала, древесина 814x21 13675

3 Склад, размеры 24x17x2,7 м Помещение склада, бакалея, упаковка бумага+картон +поли (этилен+стирол) (0,4+0,3+0,15+0,15) 132x2,7 285,1

Коридор, примыкающий к помещению склада 116x2,7 250,6

4 Государственный Академический Мариинский театр, г Санкт-Петербург Атриум с 4-го по 10-ый уровень, здание 1-Н ст огнестойкости, мебель + ткани 750x43* —

Примечание

- суммарная высота атриума

В конце главы сделаны выводы, о том, что опасность, представляемая монооксидом углерода при сгорании пожарной нагрузки зданий и сооружений преувеличена, т к. для многих пожарных нагрузок критические концентрации этого токсичного газа не образовывались в помещении за все рассматриваемое время от начала развития пожара

На основании выполненных расчетов разработаны научно-обоснованные рекомендации по эффективному использованию портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожарах в зданиях и сооружениях, с учётом особенностей объёмно-планировочных решений этих зданий Использование портативных фильтрующих самоспасателей на пожаре будет эффективным в случае сгорания следующих видов пожарных нагрузок: мебель + бытовые изделия, мебель + бумага + ковровое покрытие, линолеум ПВХ, упаковка, древесина и ее производные, ковролин

х, т

I Рис. 2. Поля массовых концентраций окиси и двуокиси углерода в продольном сечении кинотеатра через 360 с от начала пожара.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Выполненный анализ литературных источников с целью определения видов токсичных газов, выделяющихся при пожарах в зданиях и сооружениях, и обоснованности выбора их предельно-допустимых значений, показал, что нормативные документы по пожарной безопасности не учитывают такие высокотоксичные вещества как акролеин и синильная кислота. Информация по выделению и распространению монооксида углерода имеет существенное расхождение в различных литературных источниках.

2. Разработанная математическая модель и методика расчёта выделения и распространения токсичных газов при пожаре в зданиях и сооружениях, учитывающая их объёмно-планировочные решения и изменение термогазодинамических условий

пожара (температура, концентрация кислорода, коэффициент теплопотерь), позволяет более точно определять время критической продолжительности пожара по газообразным продуктам горения и необходимое время эвакуации людей. Полученные результаты расчетов имеют достаточную для инженерных расчётов сходимость с экспериментальными данными, полученными другими специалистами в различных странах мира Использование базы данных пожарных нагрузок и применения нормативных методов расчета может привести к неправильному определению (завышению) критической продолжительности пожара по ОФП (в частности, по концентрациям токсичных газов) на 20-75% (в зависимости от объемно-планировочных решений зданий и сооружений), что на практике повышает риск гибели людей Существующие нормативные методы расчета динамики ОФП (необходимого времени эвакуации людей) (ГОСТ 12 1.004-91*, ГОСТ Р 12.3.047-98) и база данных параметров пожарных нагрузок не учитывают реальные параметры возникновения, распространения и развития пожара, теплофизические и химические свойства конкретных горючих материалов и теплофизические свойства материала строительных конструкций и особенностей объемно-планировочных решений зданий и сооружений

3 Предложенные математическая модель и методика расчета выделения токсичных газов при сгорании пожарной нагрузки зданий и сооружений позволяет рассчитывать значения выделения токсичных газов при сгорании пожарной нагрузки неизвестного химического состава.

4. Разработаны математическая модель и методики определения времени эффективного использования портативного фильтрующего самоспасателя при пожаре в зданиях и сооружениях, отличающиеся друг от друга целями и задачами исследования, детализацией термогазодинамической картины пожара, позволяют определять необходимость использования самоспасателя, его вид, марку и характеристики в зависимости от обстановки на пожаре и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений. Предложенная формула, позволяюет определять наличие опасности от токсичных газов в подмасочном пространстве самоспасателей различных производителей.

5 Результаты численных экспериментов по исследованию очерёдности наступления критических значений опасных факторов пожара в зданиях и сооружениях с типовыми объёмно-планировочными решениями со сложной геометрией (атриумы, криволинейные коридоры и т д ) для всех приведенных в базе данных горючих материалов (67 пожарных нагрузок) с использованием всех типов математических моделей расчета динамики ОФП при пожаре (ГОСТ 12 1 004-91*, аналитическое решение интегральной модели, интегральная, зонная и полевая модели) показали

определяющее влияние ОФП (таких как акролеин и синильная кислота), не учтенных в нормативных документах Отмечена возможность изменения вида ОФП, первым достигшего критического значения, при изменении объемно-планировочных решений зданий и сооружений.

Полученные данные существенно меняют современные представления об опасности токсичных газов во время эвакуации людей.

6 Выполненный анализ отечественных и зарубежных статистических данных по составу и уровням концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожарах в объектах различного назначения, воздействию монооксида углерода на человека, а также результаты расчета динамики изменения концентраций продуктов горения (в первую очередь монооксида углерода) по современным полевой и зонным моделям и нормативному методу расчета (ГОСТ 12 1.004-91*), показал эффективность использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожаре в зданиях и сооружениях, которая находится в интервале от 1,9 мин до 15,83 мин Для большинства типовых объемно-планировочных зданий и сооружений использование портативных фильтрующих самоспасателей (в том числе без дополнительной защиты от монооксида углерода) является эффективным для спасения жизни и здоровья людей

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1 Пузач С В, Базилевич А Я, Карпенко Д Г, Смагин А В Проблема категорирова-ния помещений при обращении в них перегретых теплоносителей // Пожаровзрыво-безопасность. 2005 № 6 - С. 33-37.

2 Смагин А В Эффективность использования самоспасателей // Вестник Академии Государственной противопожарной службы -М Академия ГПС МЧС России, 2005. №7 - С 145-148

3 Пузач С В, Смагин А В, Лебедченко О С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей из высотных зданий // Глобальная безопасность. 2007. № 3 - С. 40-45

4 Пузач C.B., Лебедченко О.С., Смагин А.В Новые представления об очередности наступления опасных факторов пожара во время эвакуации людей из зданий // Химическая и биологическая безопасность. 2007 № 4-5(34-35) - С. 14-21

5. Пузач C.B., Смагин А В., Лебедченко О.С., Абакумов Е С Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах Монография - М. Академия ГПС МЧС России, 2007 - 222 с

6 Смагин А В Пузач С В. Эффективность использования самоспасателей при пожаре в помещениях аэропорта // Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений Материалы международной школы -конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им. П.А. Соловьева и В Н. Кондратьева-Ч.4 - Рыбинск РГАТА,2006 -С 210-212

7. Смагин А В, Пузач С В , Грачёв В.А. Использование самоспасателей для безопасной эвакуации людей // Материалы тринадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности»-СБ-2004 - М . Академия ГПС МЧС России, 2004 - С 155-157

8 Смагин А В., Пузач С В. К расчёту критической продолжительности пожара по повышенному содержанию токсичных продуктов горения // Материалы тринадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности»-СБ-2004 - М • Академия ГПС МЧС России, 2004 - С 154-155.

9. Смагин А В , Пузач С В. Особенности тепломассобмена при пожаре в двухсветном атриуме // Материалы международной школы - семинара молодых ученых, аспирантов и студентов «Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках» под руководством Академика РАН А.И. Леонтьева. Т 2 - Калуга: МВТУ им Баумана, 2005

10. Смагин А.В , Пузач С В , Лебедченко О.С Распределение концентраций токсичных газов при пожаре в помещении // Материалы XIV школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством Академика РАН А И Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках 2007 г. Санкт-Петербург Т1 - С 277-279

11. Смагин А В , Пузач С В. Математическая модель расчёта выделения токсичных газов при пожарах в зданиях и сооружениях // Промышленное и гражданское строительство 2008 №4 - С 48-50.

Академия ГПС МЧС России Тир SO экз Зак №/76

Введение.

1. Обзор литературных источников.

Характеристики пожарной нагрузки и современных строительных \2 материалов.

1.2. Влияние токсичных продуктов горения на организм человека при го- 37 рении современных строительных материалов.

1.3. Современные средства защиты органов дыхания и зрения. 54 Самоспасатели.

1.4. Выводы по первой главе и постановка задач исследования.

2. Методы расчета динамики изменения концентраций токсичных 65 газов на путях эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях

2.1. Полевая математическая модель расчёта тепломассообмена при пожаре.

2.2. Метод расчёта необходимого времени эвакуации из зальных поме- 75 щений по ГОСТ 12.1.004-91*.

2.3. Метод расчёта необходимого времени эвакуации из коридоров зда- 78 ний по ГОСТ 12.1.004-91*.V.

2.4. Зонная модель расчета динамики опасных факторов пожара.

2.5. Математическая модель расчёта выделения токсичного газа при по- 9^ жаре в здании и сооружении.

2.6. Методика расчёта выделения токсичного газа при пожаре в здании и 97 сооружении.

2.7. Тестирование математической модели расчёта выделения токсичного газа при пожаре в здании и сооружении на экспериментальных дан- 99 ных.

2.8. Выводы по второй главе.

3. Определение эффективности самоспасателей на основе аналити- юб ческого решения интегральной модели.

3.1. Сравнительный анализ опасности токсичных газов при пожаре в зда- юб ниях и сооружениях.

3.2. Оценка эффективности применения самоспасателей при пожарах в цз зданиях и сооружениях.

3.3. Выводы по третьей главе.

4. Численные эксперименты динамики изменения концентраций токсичных газов на путях эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях.

4.1. Исходные данные для численного эксперимента динамики концентраций токсичных газов на путях эвакуации при пожарах в зданиях и сооружениях.

4.2 Результаты численных экспериментов и их анализ.

4.3. Рекомендации по использованию портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах.

4.4. Выводы по четвёртой главе.

В связи с переходом многих стран мира к гибкому объектно-ориентированному противопожарному нормированию в строительстве математическое моделирование пожаров становится определяющим звеном при решении различных задач пожарной безопасности. Федеральное законодательство, в частности, Федеральный закон «О техническом регулировании» [1] и стандарт пожарной безопасности [2], обеспечивают законодательную базу реализации на практике принципа гибкого нормирования.

Объёмно-планировочные решения зданий и сооружений должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей при пожаре. При анализе пожарной опасности в соответствии с нормативными документами [3, 4] могут использоваться расчетные сценарии, основанные на математическом моделировании опасных факторов пожара (ОФП) и позволяющие определить риск для людей и выбрать наиболее эффективные системы противопожарной защиты.

Для определения необходимого времени .эвакуации людей необходимо уметь определять динамику изменения концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях. Расчёт количества выделяющихся токсичных газов требует знания химического состава и концентраций компонентов, образующихся в процессе газификации твёрдых и жидких горючих веществ. В настоящее время эта проблема не решена как с теоретической так и с экспериментальной точек зрения, из-за сложности физико-химических условий протекания процесса.

Сложность разработки вышеуказанного метода расчета также заключается в многофакторности и нелинейности задачи. Моделирование тепломассообмена при пожаре представляет собой крайне сложную, в полном виде не решенную проблему [5-11].

Реальный пожар как неконтролируемое горение является сложным, до конца не изученным, существенно нестационарным и трехмерным теплофизи-ческим процессом, сопровождающимся изменением химического состава и параметров газовой среды помещения.

О сложности решения такой задачи также говорит тот факт, что математическое моделирование турбулентного тепломассообмена в сложных термогазодинамических условиях вместе с другими задачами нелинейной физики входит в список, составленный Российской академией наук [12], тридцати особо важных и интересных проблем физики на ближайшие годы.

Для повышения уровня безопасности при чрезвычайных ситуациях в зданиях с массовым пребыванием людей внедряются портативные фильтрующие самоспасатели для обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

Математическое моделирование выделения и распространения токсичных газов позволяет оценить эффективность и необходимость использования портативных фильтрующих самоспасателей для спасения жизни и здоровья людей при эвакуации на пожарах, что также является актуальной задачей с научной и практической точек зрения.

Требования к портативным фильтрующим самоспасателям регламентированы нормативным документом НПБ 302-2001 [13] и являются достаточно «жесткими». Так, например, начальная массовая концентрация монооксида углерода в воздухе, подаваемом в самоспасатель, составляет 0,0062±0,0003 кг/м , что существенно превышает предельно допустимое значение (ПДЗ) для безопасной

3 3 эвакуации людей, равное 1,16-10" кг/м [2].

Производство и использование самоспасателей с высоким уровнем защиты от СО связано с серьёзными трудностями технико-экономического и эксплуатационного характера. Возникает необходимость оценки возможности использования самоспасателей без защиты от монооксида углерода (СО), с целью существенного расширения ассортимента изделий и реальной укомплектованности объектов самоспасателями.

Однако, в большинстве литературных источников [6-8, 11, 14-17] экспериментальные и теоретические результаты показывают, что массовые концентрации СО не достигают ПДЗ за все время эвакуации или достигают после наступления температурой её критической величины в помещении.

Поэтому использование портативных фильтрующих самоспасателей, не удовлетворяющих по защите от монооксида углерода НПБ 302-2001 [13], может быть эффективным для спасения жизни и здоровья людей на пожарах.

В данной работе на основе предложенных физико-математических методов моделирования выделения и распространения токсичных газов проведено теоретическое исследование очерёдности достижения ОФП их ПДЗ и эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей в помещениях различного функционального назначения, с учётом особенностей объёмно-планировочных решений и образования ранее не рассматривающихся токсичных газов (акролеин и циановодород), которые во многих случаях представляют бо'лыную угрозу по сравнению с другими ОФП, в том числе и с СО.

Объектом исследования в диссертации являются тепломассообменные процессы при пожаре в зданиях и сооружениях, являющиеся основой для обоснования и разработки объемно-планировочных решений и выполнения расчётов по определению критической продолжительности пожара по ОФП и необходимого времени эвакуации людей из помещений, а также эффективности использования портативных фильтрующих самоспсателей.

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.

Достоверность т

Полученные данные по динамике ОФП рассчитаны с использованием апробированных физико-математических методов анализа, а также численного решения дифференциальных уравнений в частных производных. Предложенные математические модели, имеют достаточно точное для инженерных методов расчётов совпадение с экспериментальными и теоретическими данными, полученными в том числе при изучении реальных пожаров специалистами различных стран мира.

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.

Апробация работы:

Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XV и XVI международной школе — семинаре молодых учёных, аспирантов и студентов «Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках» под руководством академика А.И. Леонтьева (Калуга, 2005; Санкт-Петербург, 2007), на международной школе - конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений» (Рыбинск, 2006), на XIII и XIV научно-технических конференциях «Системы безопасности» - СБ-2004, 2005 (М., 2004, 2005), на объединенном заседании кафедр инженерной теплофизики и гидравлики, пожарной безопасности в строительстве, процессов горения, по-жарно-строевой и газодымозащитной подготовки, физики, пожарной тактики и службы, пожарной техники Академии ГПС МЧС России (М., 2008).

Внедрение:

- новые данные по образованию и распространению токсичных ОФП использовались при разработке «Противопожарных мероприятий жилого комплекса с подземными автостоянками по адресу: г. Москва, ул. Генерала Глаголева, вл. 26».

- разработанная математическая модель и методика определения времени эффективного использования фильтрующего самоспасателя на пожаре были использованы в отчёте «Проведение исследований по разработке средства защиты органов дыхания, предназначенного к массовому использованию для защиты населения при угрозах и проявлениях террористических актов на объектах метрополитена», а также используются при выполнении научно-исследовательских и конструкторских работ в научно-внедренческом центре ООО «Эпицентр-маркет»-производителя фильтрующих самоспасателей «Феникс»;

- предложенная математическая модель используются при проведении лекционных и практических занятий со слушателями и курсантами по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 269 страниц, в том числе 41 рисунок, 51 таблица, список литературы из 130 наименований и трёх приложений из 105 страниц.

4.4. Выводы по четвёртой главе

1. При прогнозировании ОФП в помещениях различного функционального назначения со сложной геометрией (криволинейные коридоры, атриумы т.д.), оснащённых различной пожарной нагрузкой, наиболее достоверные результаты, относительно динамики ОФП на реальном пожаре, можно получить, используя только полевую математическую модель пожара в помещении.

2. Прогнозирование опасных факторов пожара с использованием полевой математической модели, подтверждает, что при сгорании большинства видов комбинированных пожарных нагрузок, концентрации монооксида углерода достигают своего предельного значения (0,00116 кг/м) спустя значительный промежуток времени, к которому другие ОФП уже достигли своих предельных значений. Данное исследование также подтверждает все ранее сделанные выводы:

- опасность представляемая СО на пожаре преувеличена;

- массовое производство портативных фильтрующих самоспасателей с повышенной защитой от монооксида углерода нецелесообразно (при проведении предварительного прогнозирования динамики ОФП для конкретных объёмно-планировочных решений и пожарной нагрузки зданий или сооружений), следовательно, самоспасатели различных производителей, не отвечающих требованиям [13] успешно могут использовать при эвакуации людей при пожарах в зданиях и сооружениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполненный анализ литературных источников с целью определения видов токсичных газов, выделяющихся при пожарах в зданиях и сооружениях, и обоснованности выбора их предельно-допустимых значений показал, что нормативные документы по пожарной безопасности не учитывают такие Гвысо

1 \ котоксичные вещества как акролеин и синильная кислота. Информация по выделению и распространению монооксида углерода имеет существенное расхождение в различных литературных источниках.

2. Разработанная математическая модель и методика расчёта выделения и распространения токсичных газов при пожаре в зданиях и сооружениях, учитывающая их объёмно-планировочные решения и изменение термогазодинамических условий пожара, что позволяет более точно определять время критической продолжительности пожара по газообразным продуктам горения и необходимое время эвакуации людей. Полученные данные имеют достаточную для инженерных расчётов сходимость с теоретическими и экспериментальными данными, полученными другими специалистами в различных странах мира. Использование базы данных пожарных нагрузок и применения нормативных методов расчета может привести к неправильному определению (завышению) критической продолжительности пожара по ОФП (в частности, по концентрациям токсичных газов) на 20-75% (в зависимости от объёмно-планировочных решений зданий и сооружений) ПН, что на практике повышает риск гибели людей. Существующие нормативные методы расчета динамики ОФП (необходимого времени эвакуации людей) (ГОСТ 12.1.004-91*, ГОСТ Р 12.3.047-98) и база данных параметров пожарных нагрузок не учитывают реальные параметры возникновения, распространения и развития пожара, теплофизические и химические свойства конкретных горючих материалов и теплофизические свойства материала строительных конструкций и особенностей объёмно-планировочных решений зданий и сооружений.

3. Предложенные математическая модель и методика расчёта выделения токсичных газов при сгорании пожарной нагрузки зданий и сооружений позво

152 ляет рассчитывать значения выделения токсичных газов при сгорании пожарной нагрузки неизвестного химического состава.

4. Предложенные математическая модель и методики определения времени эффективного использования портативного фильтрующего самоспасателя при пожаре в зданиях и сооружениях, отличающиеся друг от друга целями и задачами исследования, детализацией термогазодинамической картины пожара, позволяющие определять необходимость использования самоспасателя, его вид и марку в зависимости от обстановки на пожаре и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений. Предложенная формула позволяет определять наличие опасности от токсичных газов в подмасочном пространстве самоспасателей различных производителей.

5. Разработаны математическая модель и методики определения времени эффективного использования портативного фильтрующего самоспасателя при пожаре в зданиях и сооружениях, отличающиеся друг от друга целями и задачами исследования, детализацией термогазодинамической картины пожара, позволяют определять необходимость использования самоспасателя, его вид, марку и характеристики в зависимости от обстановки на пожаре и объёмно-планировочных решений зданий и сооружений. Предложенная формула, позволяет определять наличие опасности от токсичных газов в подмасочном пространстве самоспасателей различных производителей.

6. Выполнен анализ отечественных и зарубежных статистических данных по составу и уровням концентраций продуктов горения на путях эвакуации при пожарах в объектах различного назначения, воздействию монооксида углерода на человека, а также результаты расчета динамики изменения концентраций продуктов горения (в первую очередь монооксида углерода) по современным полевой и зонным моделям и нормативному методу расчета (ГОСТ 12.1.00491*). Показана эффективность использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации людей на пожаре в зданиях и сооружениях, которая находится в интервале от 1,9 мин. до 15,83 мин. Для большинства типовых объёмно-планировочных зданий и сооружений, использование портативных фильтрующих самоспасателей (в том числе без дополнительной защиты от монооксида углерода) является эффективным для спасения жизни и здоровья людей.

1. Федеральный закон «О техническом регулировании» (собрание законодательства Российской Федерации, 2002, №52 (ч.1) ст.5140).

2. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. М.: Госстандарт России, 1992. - 78 с.

3. СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» М., 1997.

4. МДС 21-1.98. Предотвращение распространения пожара (пособие к СНиП 21-01-97*).

5. Пузач С.В. Трехмерное математическое моделирование начальной стадии пожара в помещении // Инженерно-физический журнал. 2000. - Т. 73, № 3. - С. 621-626.

6. Пузач С.В. Математическое моделирование тепломассообмена при решении задач пожаровзрывобезопасности. М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. -150 с.

7. Пузач С.В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности. монография. М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. - 336 с.

8. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении, учебное пособие. М.: Академия ГПС МВД РОССИИ, 2000. - 118 с.

9. Puzach S.V., Puzach V.G. Mathematical Modeling of Heat and Mass Transfer in Fire in a Compartment of Complex Geometry // Heat Transfer Research. — 2005. -Issue 7. P. 585-600.

10. Puzach S.V., Puzach V.G., Kazennov V.M. Certain Regularities of Heat and Mass Transfer Through an Open Aperture in Fire in the Compartment // Heat Transfer Research. -2005. Issue 7.-P. 615-622.154

11. Пузач С.В., Казеннов В.М., Пузач В.Г. Интегральная модель расчета газообмена помещения с окружающей средой при пожаре // Пожаровзрывобезо-пасность. 2003. - Т.12, № 4. - С. 68-73.

12. Гинзбург B.JI. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными (тридцать лет спустя, причем уже на пороге XXI века) // Успехи физических наук. 1999. - Т. 169, № 4. - С. 420-441.

13. НПБ 302-2001. Техника пожарная. Самоспасатели фильтрующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний.

14. Молчадский И.С. Пожар в помещении. -М.: ВНИИПО 2005. 456 с.

15. Пузач С.В., Пузач В.Г., Прозоров Р.В. Моделирование тепломассообмена при пожаре в помещении // Труды IY Минского международного форума по тепломассообмену ММФ-2000. Минск: АНК "ИТМО им. А.В.Лыкова" НАНБ, 2000.-Т. 3.-С. 340-347.

16. Puzach S.V., Kazenov V.M. Gas exchange through open holes during fire in room. Integral model // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2003. -Vol. 76,N. 5.-P. 181-186.

17. Пузач C.B., Абакумов E.C. Модифицированная зонная модель расчета термогазодинамики пожара в атриуме // Инженерно-физический журнал. 2007. -Т. 80, № 2. - С. 84-89.

18. Справочник инженера-строителя. Часть 1. — М., 1965. 237 с.

19. Яковлев А.Я. Расчет огнестойкости строительных конструкций. — М.: Стройиздат, 1988. 143 с.

20. Болдырев А.С. и др. Строительные материалы: Справочник / Под ред. Болдырева А.С. М.: Стройиздат, 1989. - 567 с.

21. Тараненко Н.А., Дорогова В.Б., Колычева И.В., Верзунов В.А. Оценка химического фактора при пожарах.// Журнал «Гигиена и санитария» 2004. № 1, -С. 37-39.

22. Роберт Д. Трейтмен, Виллиам А. Бёргесс, Авраам Голд. Примеси вредных веществ в воздухе, с которыми встречаются пожарные. // Департамент научныхисследований окружающей среды и здоровья. Гарвардская школа общественного здоровья. Бостон, МА 02115.

23. Исаева JI.K. Пожары и окружающая среда. Москва: 2001.

24. Исаева JI.K. Экологические последствия пожаров. Диссертация в виде научного доклада на соискание научной степени д.т.н. М.:АГПС МВД России. 2001. 107 с.

25. Щеглов П.П. Исследование состава газообразных продуктов термоокислительного разложения некоторых полимерных строительных материалов. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. 1967. 124 с.

26. Матюшин А.В. Исследование начальной стадии развития пожара в помещении с целью обоснования необходимого времени эвакуации людей из торговых залов универмагов. Дис-ция на соискание уч. степени к.т.н. Москва. 1982. 289 с.

27. Щеглов П.П., Шароварников А.Ф.Токсичные продукты термического разложения и горения полимерных материалов при пожаре. 1992. 80 с.

28. Щеглов П.П. Продукты разложения и горения полимеров при пожаре. М., ВИПТШ, 1981.- 70 с.

29. Иличкин B.C. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. Принципы и методы определения. М.: Химия. 1993.- 136 с.

30. Вредные вещества в окружающей среде. Элементы I-IV групп периодической системы и их неорганические соединения: Справ.-энц. изд. / Под ред. В.А. Филова и др. СПб.: НПО «Профессионал», 2005. -462 с.

31. Иличкин B.C., Яненко М.В., Эварестов П.А. // Гигиена и санитария. 1989. -С. 76-78.

32. Ройтман М.Я. Пожарная профилактика в строительном деле. М.: Стройиз-дат, 1985. - 590 с.

33. Матвиенко Н.Н, Поташников П.Ф., Фёдоров Н.П., Баюкин М.В., Матвиенко А.Н. Фильтрующие самоспасатели и защита от монооксида углерода. // Пожаровзрывобезопасность. 2006. Т. 15, №5.-С. 48-51.

34. Канторович Б.В. Введение в теорию горения и газификации твёрдого топлива. М.: Металлургиздат, 1961. 355 с.

35. Дутов В.И., Тимошенко В.Н. О воздействии на людей опасных факторов пожара. В кн.: Безопасность людей на пожарах, вып. 2- М.: ВНИИПО МВД СССР, 1980. - С. 54-59.

36. Русчев Д.Д. Химия твёрдого топлива. Л., «Химия», 1976 г. 256 с.

37. Кузнецов Б.Н. Катализ химических превращений угля и биомассы. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. -302 с.

38. Кумагаи С. Горение: перевод с японского.-М.: Химия, 1980. — 256 с. Ил.

39. НПБ 201-96 "Пожарная охрана предприятий. Общие требования".

40. Иванников В.П., П.П. Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара. М.: Стройиздат, 1987. - 288 с.

41. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. М.: ЗАО «Спецтехника», 2000. — 361 с.

42. Повзик Я.С. Пожарная тактика. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1984. - 480 с.

43. СНиП 24. Общественные здания и сооружения.

44. Пузач С.В. Особенности тепломассообмена при горении жидкой горючей нагрузки в помещении с открытым проемом // Инженерно-физический журнал. 1999. - Т. 72, № 5. - С. 125-132.

45. Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. - 414 с.

46. Пузач С.В., Пузач В.Г. Некоторые особенности тепломассообмена при пожаре в атриуме // Инженерно-физический журнал. 2006. - Т. 79, № 5. - С. 135146.

47. Sumi К, Tsuchiya Y// Proc. Int Symposium on Flammabil. And Fire Retardants. Toronto 1977. Westport, 1977. P. 241-248.

48. Amer. City and Country. 1978. V. 93. No 9. P. 18.

49. Fire. 1978 V. 71, No 878. P. 135.

50. Rion J.G. // Rev. techn. Feu. 1978. V. 20, No 183. P. 25-53.

51. Morikawa T. // J. Fire Sci. 1984. V. 2, No 2. P. 142-152.

52. Химическая энциклопедия. Том 4. M.: Большая российская энциклопедия. Москва, 1995.-С. 19.

53. Химическая энциклопедия. Том 1. М.: Большая советская энциклопедия. Москва, 1988. -С .72.

54. Kimmerle G. // Smoke and Combustion Produkts, Prod. Combust. Westport, Conn., 1976. P. 236-283.

55. Smith S.R. //FireEng. J. 1985. V. 8,No 11. P. 1-2.

56. Данишевский С.Л., Комарова Е.Н. // Токсикология высокомол. соед. и хим. сырья, используемого для их синтеза: Мат. науч. конф. М.-Л., Химия, 1996. -С. 119-132.

57. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров Н.Н. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии. М., Медицина, 1975. -278 с.

58. Тиунов Л.А., Кустов В.В. Токсикология окиси углерода. М., Медицина, 1980. -288 с.

59. Джон Г. Пери. Справочник инженера-химика. Том 1. Перевод с четвёртого английского издания под общей редакцией акад. Жаворонкова Н.М. и чл.-корр. АН СССР Романкова П.Г. Изд. «Химия». 2969 г. -640 с.

60. Дружинин Г.А., Ганжара П.С., Чинченко Е.И. и др. // Специальная и клиническая физиология гипоксических состояний: Тез. докл. Киев, Здоровья. 1979. -С. 47-50.

61. Sakurai Т. // J. Fire Sci. 1988. V. 7, No 1. P. 22-27.

62. Шашина T.A., Уланова И.П., Эйтингтон А.И., Поддубная Л.Т. // Горение полимеров и создание ограниченно горючих материалов: Тез. докл. 5 Всес. конф. Волгоград, ИСПМ АН СССР, 1983. -С. 95.

63. Barrow C.S., Alarie Y., Warrick J., Stock M.F. // Arch. Environ. Healt. 1977. V. 32. P. 68.

64. Кустов B.B., Тиунов Л.А., Васильев Г.А. Комбинированное действие промышленных ядов при однократном воздействии. М., Медицина, 1977. 240 с.

65. Nunez J.T., К. De Saghan, Autian Т. // Smoke and Combust. Prod., Combust. Westport, Conn., 1976. P. 357-370.

66. Einhorn J.T., Grunnet M.J. // Fire Res. 1978. V. 50. No 3. P. 143-169.

67. Dressier D.P.// Trauma J. 1979. V. 19, No 11, Suppl. P. 913-915.

68. Чарный M.A. Патофизиология гипоксических состояний. M., Медгиз, 1961. -205 с.

69. В.В. Кустов В.В., Литау В.Г., Обухов М.В. // Гигиена труда и проф. заболевания. 1980. № 2. -С. 26-28.

70. Higgis E.A., Fiorca V., Thomas A. A., Davis H.V. I I Fire Technol. 1972. V. 8, P. 120-129.

71. Tsuchiya Y. // J. Fire Sci. 1986. V. 4, No 5. P. 346-354.

72. Доценко И.И., Долошницкий С.Jl., Толмачёва Е.И. // Проблемы охраны здоровья населения и защиты окружающей среды от химических вредных факторов: Тез. докл. всес. конф. Ростов-на-Дону, 1986. -С. 125-127.

73. Levin B.C., Paabo L., Gurman J.L. // Cell J. Plast. 1988. V. 24. No 5. P. 42.

74. Levin B.C., Paabo L., Gurman J.L. // Cell J. Plast. 1988. V. 24. No 5. P. 451452.

75. Самошин Д.А. «Расчет времени эвакуации людей. Проблемы и перспекти-вы».//Пожаровзрывобезопасность. 2004. №1. -С. 33-46.

76. Ми Зуй Тхань, Корольченко А.Я. Моделирование пожаров в жилых зданиях. //Пожаровзрывобезопасность. 2005. № 5. -С.42-50.

77. Рекомендации по организации и проведению исследований поведения людей при пожарах. М.: ВНИИПО, 1981. -16 с.

78. НПБ 169 -01. Техника пожарная. Самоспасатели изолирующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний.

79. Корольченко Д.А., Процкий В.Ю. Анализ показателей, характеризующих эффективность применения индивидуальных средств защиты (самоспасателей) при пожарах. // Пожаровзрывобезопасность. 2004. № 4. -С. 72-75.

80. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.

81. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.

82. Оцисик М.Н. Сложный теплообмен. М.: Мир, 1976. - 616 с.

83. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. Термогазодинамика пожаров в помещениях. М.: Стройиздат, 1986. 370 с.

84. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

85. Абросимов Ю.Г. и др. Методические указания к выполнению курсовой работы по прогнозированию опасных факторов пожара в помещении. М.: МИПБ МВД РФ, 1997.

86. Реакции углерода с газами. Сб. статей / Под ред. Е.С. Головиной. М.: Изда-тинлит, 1963. -359 с.

87. Булгаков В.К., Кодолов В.И., Липанов A.M. Моделирование горения полимерных материалов. М.: Химия, 1990. -240 с.

88. Справочник азотчика. Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. — 2-е издание перераб., М.: Химия. 1986. — 512 с, ил.

89. Зверев И.Н., Смирнов Н.Н. Газодинамика горения. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 1987. -307 с.

90. Альтшулер B.C. Новые процессы газификации твёрдого топлива. М.: Недра, 1976. -279 с.

91. Ксандопуло Г.И., Дубинин В.В. Химия газофазного горения.- М.: Химия, 1987.-240 с.

92. Розловский А.И. Тепловой режим горения богатых углеродсодержащих смесей подкритического состава. Доклады Академии наук СССР. 1969. Том 186, №2-С. 373-376.

93. Бегишев И.Р., Нечаев В.В., Бабурин А.В. термодинамический анализ состава продуктов горения метана в воздухе и окислительной среде (02+С02).

94. Вестник Академии Государственной противопожарной службы. 2004. № 2. -С.36-42.

95. Гуско И.Д. Термогазодинамика пожара в замкнутых отсеках специальных фортификационных сооружений и разработка методики оценки его опасных факторов. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. 1988. -156 с.

96. Арис Р. Анализ процессов в химических реакторах, M.-JL, Химия, 1967. -344 с.

97. Степанов А.В. Получение водорода и водородсодержащих газов. Киев, Наук. думка, 1982. -310 с.

98. Щетинков Е.С. Физика горения газов. М.: Наука, 1965.

99. Г.А. Хачкурузов. Основы общей и химической термодинамики: Учебное пособие для студентов ВУЗов. М.: Высшая школа, 1979. - 268 е., ил.

100. Глинка H.JI. Общая химия: Учебное пособие для ВУЗов — 24-е изд., исправленное / Под ред. Рабиновича В.А. Л.: Химия, 1985. — 704 с.

101. Гоникберг М.Г. Химическое равновесие и скорость реакции при высоких давлениях. М.: Химия, 1969. 428 108. В.А. Киреев. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. Изд. «Химия», 1970. -С. 52.

102. Кислород. Справочник 4.1, Ч. 2. Под ред. К.т.н. Глизманенко Д.Л. «Металлургия». 1967. -668 с.

103. Абдурагимов И.М., Говоров В.Ю., Макаров В.Е. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. М. ВИПТШ МВД СССР, 1980. - 256 с.

104. Абдурагимов И.М., Андросов А.С., Исаева Л.К., Крылов Е.В. Процессы горения. Москва, 1984. -268с.

105. Горячева М.Н., Пузач С.В., Горячев С.А. К расчёту концентраций окиси углерода в помещении при пожаре. // Вестник Академии Государственной противопожарной службы.-М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. № 4. С. 209213.

106. Breulet Н., Standard toxic potency indexes, InterFlam2007 Conference, London, 2007.

107. Временные рекомендации по организации эвакуации людей на случай пожара в зданиях и сооружениях. М.: ГУПО МВД СССР, 1980. -5 с.

108. Третьяков В.А. и др. Методика расчета температуры и давления газовой среды при горении материалов в замкнутых объемах. — в кн.: Вопросы горения полимерных материалов в обогащенных кислородом средах, вып. 1. М.: ВНИИПО МВД СССР, -С. 77-86.

109. Смагин А.В., Пузач С.В., Грачёв В.А. Использование само спасателей для безопасной эвакуации людей // Материалы тринадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности»-СБ-2004. М.: Академия ГПС МЧС России, 2004.- С. 155-157

110. Смагин А.В. Эффективность использования самоспасателей // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. № 7. С. 145-148.

111. Корольченко А .Я., Процкий В.Ю. Оценка эффективности применения индивидуальных средств защиты и спасения при движении людей по горизонтальным путям эвакуации // Пожаровзрывобезопасность. 2004. №1. -С. 47-49.

112. ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения, п. 4.20.3.5.

113. Автоматизированная информационная система по требованиям пожарной безопасности в строительстве «Экспертиза». М. ВНИИПО, 2003.

114. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.

115. Fire F.L. // Fire Eng. J. 1989. V. 142, No. 5. P. 69-72.

116. Treitman R.D. a.o. //Am. Ind. Hyg.Assoc. J. 1980. V. 41, No 11. P. 796-802.

117. Лимонов В.Г., Поповский В.И. Задачник по термодинамике и теплопередаче. Ч 1. Техническая термодинамика /под ред. д-ра техн. наук, проф. Кошма-рова Ю.А. М.: ВИПТШ МВД России, 1996. - 143 с.

118. Пузач В.Г., Пузач С.В. Особенности газодинамики при взаимодействии ударной волны с неизотермической газовой пробкой внутри канала // Инженерно-физический журнал. 2002. - Т. 75, № 1. - С. 66-70.

119. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

120. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть первая. Официальное издание. М.: Юридическая литература, 1994.

121. Процкий В.Ю. Повышение безопасности людей при пожарах в зданиях применением самоспасателей. Дис-ция на соискание уч. степени к.т.н. Москва. 2004. 131 с.