2022-3_Стр. 17-28

УДК 536.4    

https://doi.org/10.37657/vniipo.pb.2022.29.27.001

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАННЕЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВОЗГОРАНИЙ МАТЕРИАЛОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РЕГИСТРАЦИИ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА

Светлана Сергеевна Кропотова¹, Гений Владимирович Кузнецов¹, Вадим Валерьевич Дорохов¹

¹Инженерная школа энергетики, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия

Аннотация. Приведены результаты численных и экспериментальных исследований концентраций основных компонентов продуктов пиролиза горючего строительного и отделочного материала (на примере древесины). Установлены значения времени задержки срабатывания пожарных извещателей перспективных типов. Показано, что обнаружение газообразных продуктов пиролиза с использованием газоанализатора и пожарных извещателей пламени происходит за существенно меньшее время по сравнению со временем их обнаружения тепловыми и дымовыми извещателями. На основе результатов анализа концентраций газов в непосредственной близости от изучаемых материалов выделены необходимые и достаточные технические решения по раннему обнаружению возгораний.

Ключевые слова: пожары в помещениях, горючие материалы, горючие вещества, пиролиз, газообразные продукты пиролиза, раннее обнаружение возгорания

Благодарности: работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 21-19-00009, https://rscf.ru/en/project/21-19-00009/).

Для цитирования: Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Дорохов В.В. Оценка эффективности ранней идентификации возгораний материалов по результатам регистрации газообразных продуктов пиролиза // Пожарная безопасность. 2022. № 3 (108). С. 17–28. https://doi.org/10.37657/vniipo.pb.2022.29.27.001.

Список литературы

1. Kodur V., Kumar P., Rafi M.M. Fire hazard in buildings: review, assessment and strategies for improving fire safety (2020). PSU Research Review: An International Interdisciplinary Journal, no. 4, pp. 1–23. doi.org/10.1108/PRR-12-2018-0033.
2. Luo Y., Li Q., Jiang L., Zhou Y. Analysis of Chinese fire statistics during the period 1997–2017 (2021). Fire Safety Journal, no. 125, p. 103400. doi.org/10.1016/j.firesaf.2021.103400.
3. Araujo Lima G.P., Viana Barbosa J.D., Beal V.E., Moret S. Gonзalves M.A., Souza Machado B.A., Gerber J.Z., Lazarus B.S. Exploratory analysis of fire statistical data and prospective study applied to security and protection systems (2021). International Journal of Disaster Risk Reduction, no. 61, p. 102308. doi.org/10.1016/j.ijdrr.2021.102308.
4. Brushlinsky N.N., Ahrens M., Sokolov S.V. World Fire Statistics. Copyright by Center of Fire Statistics of CTIF-2017, 2020, 11 p.
5. Manes M., Rush D. Assessing fire frequency and structural fire behaviour of England statistics according to BS PD 7974-7 (2021). Fire Safety Journal, 2021, no. 120, p. 103030. doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103030.
6. Li Y., Yu L., Zheng C., Ma Z., Yang S., Song F., Zheng K., Ye W., Zhang Y., Wang Y., Tittel F.K. Development and field deployment of a mid-infrared CO and CO₂ dual-gas sensor system for early fire detection and location (2022). SpectrochimicaActa Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2022, no. 270, p. 120834. doi.org/10.1016/j.saa.2021.120834.
7. Baek J., Alhindi T.J., Jeong Y.-S., Jeong M.K., Seo S., Kang J., Shim W., Heo Y. Real-time fire detection system based on dynamic time warping of multichannel sensor networks (2021). Fire Safety Journal, 2021, no. 123, p. 103364. doi.org/10.1016/j.firesaf.2021.103364.
8. Bu F., Gharajeh M.S. Intelligent and vision-based fire detection systems: A survey (2019). Image and Vision Computing, 2019, no. 91, p. 103803. doi.org/10.1016/j.imavis.2019.08.007.
9. MacLeod J., Tan S., Moinuddin K. Reliability of fire (point) detection system in office buildings in Australia – A fault tree analysis (2020). Fire Safety Journal, 2020, no. 115, p. 103150. doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103150.
10. Sarvari A., Mazinani S.M. A new tunnel fire detection and suppression system based on camera image processing and water mist jet fans. Heliyon, 2019, no. 5, e01879. doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01879.
11. Xie Y., Zhu J., Guo Y., You J., Feng D., Cao Y. Early indoor occluded fire detection based on firelight reflection characteristics (2022). Fire Safety Journal, 2022, no. 128, p. 103542. doi.org/10.1016/j.firesaf.2022.103542.
12. Данные о частотах возникновения пожаров и пожароопасных ситуаций в общественных зданиях различного назначения и на производственных объектах / Д.М. Гордиенко, А.В. Карпов, Д.С. Кириллов, А.А. Косачев, Е.В. Левченко, Ю.Н. Шебеко // Пожарная безопасность. 2009. № 2. С. 42–46.
13. Аналитический обзор основных причин пожаров и их последствий в зданиях и сооружениях жилого сектора в Российской федерации за 2021 год / Н.В. Перегудова, П.П. Кононко, В.А. Мартынов, Е.А. Филатова // Пожарная безопасность. 2022. № 1 (106). С. 134–137.
14. Hadziefendic N., Kostic N., Trifunovic J., Kostic M. Detection of Poor Contacts in Low-Voltage Electrical Installations (2019). IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 2019, no. 9, pp. 129–137. DOI: 10.1109/TCPMT.2018.2882626.
15. Lai C., Chen K.-J., Chen C.-J., Tzeng C.-T., Lin T.-H. Influence of fire ignition locations on the actuation of smoke detectors and wet-type sprinklers in a furnished office (2010). Building and Environment, 2010, no. 45, pp. 1448–1457. DOI: 10.1016/j.buildenv.2009.12.008.
16. Xu L., Zheng W. Numerical simulation on the influence of low air pressure upon smoke spread and fire alarm process (2021) Case Studies in Thermal Engineering, 2021. no. 26, p. 101004. doi.org/10.1016/j.csite.2021.101004.
17. Yu C., Mei Z., Zhang X. A Real-time Video Fire Flame and Smoke Detection Algorithm (2013). Procedia Engineering, 2013, no. 62, pp. 891–898. doi.org/10.1016/j.proeng.2013.08.140.
18. Барановский А.С., Шамонин В.Г. Оценка противопожарных расстояний между объектами различного назначения // Пожарная безопасность. 2019. № 3 (96). С. 112–116.
19. Shaham Y., Benenson I. Modeling fire spread in cities with non-flammable construction. Int. J. Disaster Risk Reduct, 2018, no. 31, pp. 1337–1353. doi.org/10.1016/j.ijdrr.2018.03.010.
20. Purser D.A. Toxic Combustion Product Yields as a Function of Equivalence Ratio and Flame Retardants in Under-Ventilated Fires: Bench-Large-Scale Comparisons. Polymers (Basel), 2016, no. 8(9), p. 330. doi: 10.3390/polym8090330.
21. Barboni T., Leonelli L., Santoni P.-A., Tihay-Felicelli V. Aerosols and carbonaceous and nitrogenous compounds emitted during the combustion of dead shrubs according to twigs’ diameter and combustion phases (2020). Fire Safety Journal, 2020, no. 113, p. 102988. doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.102988.
22. Bustamante Valencia L., Rogaume T., Guillaume E., Rein G., Torero J.L. Analysis of principal gas products during combustion of polyether polyurethane foam at different irradiance levels (2009). Fire Safety Journal, 2009, no. 44, pp. 933–940. doi.org/10.1016/j.firesaf.2009.05.003.
23. Методика изучения состава продуктов горения различных материалов / Н.П. Копылов, Е.Ю. Сушкина, В.И. Новикова, В.В. Яшин // Пожарная безопасность. 2021. № 4 (105). С. 17–24.
24. Пожарная опасность новых видов лесоматериалов / С.А. Максименко, Ю.В. Кривцов, Н.А. Максименко, Н.О. Мельников, Н.И. Константинова // Пожарная безопасность. 2013. № 2. С. 74–77.
25. Glushkov D.O., Nyashina G.S., Anand R., Strizhak P.A. Composition of gas produced from the direct combustion and pyrolysis of biomass. Process Safety and Environmental Protection, 2021, no. 156, pp. 43–56. doi.org/10.1016/j.psep.2021.09.039.
26. Glushkov D.O., Strizhak P.A., Vysokomornaya O.V. Numerical research of heat and mass transfer during low-temperature ignition of a coal particle (2015). Thermal science, 2015, no. 19 (1), pp. 285–294. DOI: 10.2298/TSCI140521107G.
27. Серков Б.Б., Асеева Р.М., Сивенков А.Б. Физико-химические основы горения и пожарная опасность древесины (часть 2) // Технологии техносферной безопасности. 2012. № 1 (41). С. 1–21.

Информация об авторах

 С.С. Кропотова – инженер-исследователь, аспирант, SkralinovaS@yandex.ru;

Г.В. Кузнецов – доктор физико-математических наук, профессор, kuznetsovgv@tpu.ru;

В.В. Дорохов – инженер-исследователь, аспирант, vvd11@tpu.ru.

Статья поступила в редакцию 19.04.2022; одобрена после рецензирования 05.05.2022; принята к публикации 01.08.2022.