Введение 3
Термины и определения 6
Перечень сокращений и обозначений 8
1 Исследование систем и методов обеспечения пожарной безопасности... 9
1.1 Исследование физико-химических основ развития и прекращения
горения 9
1.2 Исследование физико-химических свойств основных огнетушащих
веществ, применяемых в установках пожаротушения 17
1.3 Исследование нормативно-правовых актов в области защиты зданий
и сооружений системами автоматического пожаротушения 26
2 Исследование эффективности систем пожаротушения 38
2.1 Классификация и принцип действия систем пожаротушения
применяемых на территории РФ 38
2.2 Исследование зарубежного опыта применения систем
пожаротушения 56
3 Исследование эффективности комбинированных систем газоводяного
пожаротушения 63
3.1 Исследование принципов действия систем газоводяного пожаротушения 63
3.2 Определение порядка внедрения инновационных систем
пожаротушения на территории РФ 72
3.3 Анализ и оценка эффективности предлагаемых мероприятий по
обеспечению пожарной безопасности 83
Заключение 89
Список используемых источников 95
Актуальность диссертационной работы заключается в том, что система газоводяного пожаротушения является инновационной, требует детального исследования принципов действия, технических характеристик и определения области применения.
Объект исследования: система обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений посредствам их защиты автоматическими установками пожаротушения
Предмет исследования: комбинированные системы газоводяного пожаротушения.
Цель исследования: исследование области применения и повышение эффективности работы систем газоводяного пожаротушения.
Гипотеза исследования состоит в том, что, если обеспечить на территории РФ внедрение комбинированных систем газоводяного пожаротушения, используя в качестве нормативной базы международные стандарты пожарной безопасности, данные установки могут составить альтернативу системам газового, пенного и порошкового пожаротушения и превосходить по эффективности установки водяного пожаротушения.
Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:
- изучить физико-химические оосновы развития и прекращения горения,
- изучить физико-химические свойства огнетушащих веществ.
- изучить требования нормативно-правовых актов РФ в области защиты зданий и сооружений автоматическими установками пожаротушения.
- изучить характеристики и области применения распространенных на территории РФ установок автоматического пожаротушения.
- изучить зарубежный опыт в области развития систем автоматического пожаротушения.
- изучить принцип действия и характеристики установок газоводяного пожаротушения.
- определить область применения и порядок внедрения на территории РФ комбинированных систем газоводяного пожаротушения.
Методы исследования: Исследование проводилось путем изучения основ развития и прекращения горения на пожаре, разбора физико¬химических свойств используемых в пожаротушении огнетушащих веществ. Изучения нормативно-правовой базы в области защиты зданий и сооружений установками автоматического пожаротушения. Проведено исследование характеристик, принципов действия и области применения используемых на территории РФ систем автоматического пожаротушения. Исследован зарубежный опыт в области развития пожарной автоматики, проведено изучение научных публикаций и интернет ресурсов производственных компаний. Проведен анализ результатов исследований систем газоводяного пожаротушения, проведенных США, Великобритании Польше и Китае. Проведен анализ международных стандартов применения установок. Проведен сравнительный анализ эффективности систем газоводяного пожаротушения и применяемых на территории РФ установок пожарной автоматики. Определена категория зданий и сооружений, для которых использование установок газоводяного тушения является более эффективным чем пенные, порошковые, газовые и водяные установки. Определен порядок внедрения на территории Российской Федерации установок газоводяного пожаротушения. Определен и обоснован порядок использования на территории РФ международных стандартов в области защиты зданий и сооружений автоматическими установками газоводяного пожаротушения.
Научная новизна исследования заключается разработке порядка внедрения системы автоматического пожаротушения, не применявшейся ранее на территории РФ и определении области ее эффективного применения.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что данные системы являются инновационными изучения и определения области применения на территории России.
Практическая значимость исследования состоит в том, что внедрение установок газоводяного пожаротушения позволит более эффективно справляться с пожарами в зданиях и сооружениях на ранней стадии развития без угрозы для жизни и здоровья людей, а также с минимальным материальным ущербом.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- использованием действующих нормативно-правовых актов в области пожарной безопасности;
- использованием в качестве зарубежных источников официальных научных статей и результатов исследований, проводимых авторитетными международными организациями в области пожарной безопасности;
- в качестве предложений по внедрению на территории РФ систем газоводяного пожаротушения, приняты положения Концепции гармонизации российских и международных нормативов, утвержденной протоколом заседания КЧС и ОПБ от 18.06.2013 №4.
Личное участие автора в проведенном исследовании заключается в определении теоретического метода исследования и составлении плана работы. Автором диссертации лично проведено изучение научных публикаций и нормативных документов по теме. На основании проведенных теоретических исследований автором были сделаны выводы о эффективности использования систем газоводяного пожаротушения и необходимости ее внедрения на территории РФ, а также выбран оптимальный порядок внедрения, основанный на анализе нормативных документов.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Результаты докладывались на следующих конференциях:
- XXVIII Международной научно-практической конференции, 30 апреля 2022 года, г.-к. Анапа.
На защиту выносятся:
- исследование физико-химических основ развития и прекращения горения,
- исследование физико-химических свойств огнетушащих веществ,
- исследование нормативных документов в области защиты зданий и сооружений автоматическими установками пожаротушения,
- исследование эффективности применяемых на территории РФ систем автоматического пожаротушения,
- исследование зарубежного опыта в области развития систем автоматического пожаротушения,
- исследование эффективности систем газоотводного пожаротушения.
- иорядок внедрения систем газоводяного пожаротушения на территории РФ.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав, заключения. Содержит 13 рисунков, 3 таблицы, спилок использованной литературы (30 источников). Основной текст работы изложен на 85 страницах
Тема моей магистерской диссертации: «Исследование и обеспечение пожарной безопасности. Комбинированные системы газоводяного пожаротушения».
Объектом исследования являлась система обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений посредством их защиты автоматическими установками пожаротушения.
Предметом исследования являлась система газоводяного пожаротушения.
В ходе написания магистерской диссертации было проведено исследование эффективности систем газоводяного пожаротушения.
Для достижения поставленной цели магистерской диссертации решены следующие задачи:
- проведено исследование физико-химических основ развития и прекращения горения;
- проведено исследование принципов действия различных огнетушащих веществ;
- проведено исследование истории развития автоматических систем пожаротушения;
- проведено исследование нормативно-правовой базы в области противопожарной защиты объектов;
- проведено исследование принципов действия и технических
характеристик применяемых на территории РФ автоматических систем пожаротушения;
- проведено исследование принципов действия и технических
характеристик комбинированной системы газоводяного пожаротушения;
- определена области применения и эффективности внедрения систем газоводяного пожаротушения на территории РФ.
Для успешного тушения пожара необходимо понимание основ развития и прекращения горения. Действие всех огнетушащих веществ в очаге пожара направлено на разрушение так называемого «Треугольника пожара», то есть исключения как минимум одного из трех условий необходимых для протекания реакции (наличие в зоне реакции горючего вещества, наличие в зоне реакции окислителя и наличие температуры, необходимой для протекания реакции).
Все огнетушащие вещества по принципу действия в очаге пожара разделяют на охлаждающие, изолирующие, разбавляющие и ингибиторы (действующее по принципу химического торможения реакции).
Действие всех систем автоматического пожаротушения основано на подаче огнетушащего вещества в очаг пожара. По виду огнетушащего вещества различают установки:
- водяного пожаротушения,
- пенного тушения,
- порошкового тушения,
- газового тушения,
- аэрозольного тушения.
Выбор оптимальной системы для защиты здания или сооружения определяется исходя из его функционального назначения, категории по взрывопожарной опасности, конструктивных и объемно-планировочных решений.
Развитие современных установок пожаротушения направлено на совершенствование способов подачи огнетушащих веществ в очаг пожара. Перед разработчиками систем пожаротушения стоит задача повышения скорости ликвидации пожара при уменьшении количества подаваемого огнетушащего вещества. Работая в данном направлении в начале 21 века инженеры пришли к созданию принципиально новой системы пожаротушения основанной на комбинированной подаче в очаг пожара тонкораспыленной воды и инертного газа.
Испытания, проводимые в разных странах, показали, что данная система значительно эффективней чем водяные или газовые системы пожаротушения. При этом использование комбинированной газоводяной системы является более безопасной для людей и окружающей среды, а также не приводит к косвенному материальному ущербу, вызванному воздействием на воды на материальные ценности.
Исходя из особенностей работы установок газоводяного пожаротушения можно сделать вывод о возможности их использования на следующих объектах:
- музеи,
- архивы,
- библиотеки,
- банковские хранилища,
- объекты использования высокоточного и дорогостоящего оборудования,
- производственные помещения,
- вычислительные центры,
- кабельные сооружения,
- шахты,
- трюмы кораблей и т.д.
Универсальность и безопасность данных систем позволяет их использовать как в производственных и складских зданиях, так и на объектах с массовым пребыванием людей.
Сложность повсеместного внедрения комбинированных систем газоводяного пожаротушения заключается в отсутствии технических требований и государственных стандартов, регламентирующих порядок использования данных систем. В настоящий момент в мире существует только один нормативный документ в области использования газоводяных систем пожаротушения, это международный стандарт FM 5580 «Approval Standard for Hybrid (Water and Inert Gas) Fire Extinguishing Systems».
Пока идет разработка собственного государственного стандарта, на использование газоводяных установок пожаротушения целесообразно применять на территории РФ международный стандарт, разработанный международной компанией FM Global. При разработке данного документа были проведены всесторонние исследования, доказывающие эффективность и безопасность рассматриваемых систем. Кроме того, существует Концепция гармонизации российских и международных нормативов, утвержденная Протоколом заседания Правительственной комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности от 18.06.2013 №4. Данная концепция предполагает установление
взаимоотношений с такими международными комитетами, как NFPA, FM Global, ISQ, CEN, EGOLF и другими, а также унификацию международных стандартов в области пожарной безопасности.
Внедрение на территории РФ систем газоводяного пожаротушения позволит:
- сократить количество пожаров в зданиях и сооружениях,
- сократить время тушения пожаров,
- ликвидировать пожары на ранней стадии развития,
- сократить прямой и косвенный ущерб от пожара,
- повысить безопасность людей в общественных зданиях,
- повысить безопасность хранения материальных ценностей, предметов искусства и исторического наследия.
Выводы по разделу 1:
- пожар - есть вышедший из-под контроля процесс горения и для успешной борьбы с огнем необходимо понимание физико-химической основы его протекания;
- все существующие огнетушащие вещества и способы тушение пожара основаны на четырех принципах прекращения горения: охлаждение, изоляция, разбавление и химическое торможение реакции;
- для каждого вида горения, в зависимости от реагирующих веществ и условий протекания реакции применяется наиболее подходящий способ его ликвидации и определённое огнетушащее вещество;
- не существует универсального огнетушащего вещества, у каждого есть преимущества, недостатки и условия при которых его применение недопустимо;
- установки автоматического пожаротушения являются частью системы обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений, а их применение строго регламентировано Федеральным законом №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;
- необходимость защиты зданий и сооружений установками
автоматического пожаротушения регламентируется сводом правил СП 4.851311500.20020;
- выбор наиболее эффективной системы автоматического
пожаротушения осуществляется исходя из функционального назначения здания, пожарной опасности веществ и материалов составляющих его горючую загрузку, размеров замиряемых помещений и наличия в нем людей.
Выводы по разделу 2:
- установки автоматического пожаротушения классифицируются по конструктивному исполнению, виду огнетушащего вещества, способу тушения и способу пуска;
- в настоящий момент в мире существует и успешно применяется 5 основных типов систем автоматического пожаротушения: водяное, пенное, порошковое, газовое и аэрозольное;
- выбор оптимальной системы для защиты здания или сооружения определяется исходя из его функционального назначения, категории по взрывопожарной опасности, конструктивных и объемно-планировочных решений;
- совершенствование способов подачи огнетушащего вещества в очаг
пожара для водяных установок пожаротушения привело к появлению принципиально новой комбинированной системе газоводяного тушения;
- в настоящий момент в мире активно ведутся исследования эффективности применения газоводяных систем, и разрабатывается нормативно-техническая документация, регулирующая их применение.
Выводы по разделу 3:
- проведенные в Польше испытания современной системы газоводяного пожаротушения показали ее высокую эффективность в сравнении с традиционными аналогами (газовое пожаротушение и тушение тонкораспыленной водой);
- рассматриваемая гибридная установка пожаротушения является универсальной и применимой для всех типов пожаров;
- сочетание инертного газа и воды в гибридных установках пожаротушения являются абсолютно безопасными для человека и окружающей среды, а также не наносит ущерб материальным ценностям, что делает его применимым в общественных, административных, зданиях, а также хранилищах материальных ценностей и объектах с наличием дорогостоящего оборудования;
- в сравнении со всеми применяемыми на территории РФ системами автоматического пожаротушения комбинированная газоводяная установка показывает высокий уровень универсальности и эффективности, что позволяет в ряде случаев рассматривать ее как альтернативу для всех существующих систем;
- из-за новизны разработки в мире на данный момент существует только один действующий стандарт на производство и применение данных огнетушащих систем - FM 5580-2012
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
