Методика обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Акимова Александра Борисовна

• Акимова Александра Борисовна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Акимова Александра Борисовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ДЕКОМПОЗИЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАЗВИТИЕ ГОРЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ЗАКРЫТЫХ

АВТОСТОЯНКАХ

1. 1 Классификация мест хранения автотранспорта с учетом пожарной опасности

1.2 Статистические данные по пожарам на открытых и закрытых автостоянках

1.3 Анализ нормативно-правового законодательства в области обеспечения

пожарной безопасности автостоянок закрытого типа в России и за рубежом

1.4. Анализ особенностей возникновения и развития пожаров на автостоянках закрытого типа

1.5 Обоснование научной актуальности исследования на основе аналитического обзора научных разработок в области обеспечения пожарной безопасности на территории автостоянок закрытого и открытого типов

1.6 Информационная модель, основанная на декомпозиции факторов, влияющих на развитие процесса горения на автостоянках закрытого типа

1.7 Выводы по первой главе диссертации

ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОЖАРОВ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА АВТОСТОЯНКАХ ЗАКРЫТОГО ТИПА

2.1 Оценка использования стохастических и детерминированных методов развития пожара на автостоянках закрытого типа

2.2 Особенности использования методов исследования развития пожаров и пожарных рисков на автостоянках закрытого типа

2.3 Выделение пожароопасных зон и определение вероятности их возгорания

2.4 Математическое моделирование пожара в автомобиле

2.5 Динамическая модель развития пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа

2.6 Моделирование сложной пожарной нагрузки, характерной для единичного

элемента силовой установки электромобиля

2.7 Выводы по второй главе диссертации

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА АВТОСТОЯНКАХ ЗАКРЫТОГО ТИПА

3.1 Моделирование горения автомобилей на закрытой автостоянке

3.2 Применение базальтовых сеток на автостоянках закрытого типа

3.3. Экономический ущерб от пожара и оценка стоимости установки противопожарных занавесов и сеток

3.4 Методика обеспечения пожарной безопасности на автостоянках закрытого типа

3.5 Выводы по третьей главе диссертации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения результатов диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Автостоянки закрытого типа являются широко распространенными элементами городской инфраструктуры и обеспечивают нормальное функционирование современных транспортных систем. Современные автостоянки должны отвечать установленным законодательством требованиям пожарной безопасности. Одной из проблем обеспечения безопасности на них является увеличение доли обслуживаемых автомобилей на альтернативных источниках энергии, например, электромобилей. Этим обусловлена необходимость разработки новых методов обеспечения защиты людей от опасных факторов пожара (ОФП) на автостоянках закрытого типа.

Статистическое данные по пожарам в России показывают, что пожары транспортных средств занимают второе место после пожаров в жилом секторе. Возгорания на закрытых автостоянках осложняются сосредоточением большого количества автомобилей в замкнутом помещении, расположением автостоянок на территории зданий иного функционального назначения (торговые центры, офисные здания и т.д.), а также особенностями пожарной нагрузки автомобилей. Вариативность пожарной нагрузки обусловлена расположением на автостоянках автомобилей на альтернативных источниках энергии, содержащих вещества и материалы, не характерные для автомобилей, оснащенных двигателями внутреннего сгорания (ДВС) - например, силовая установка электромобилей включает в себя литий-ионные аккумуляторы, склонные к самовозгоранию, а также к интенсивному горению с высокой вероятностью взрыва.

Реализуемые в настоящее время технические решения по обеспечению пожарной безопасности стоянок автомобилей закрытого типа не в полной мере учитывают специфику обеспечения пожарной безопасности с учетом хранения автомобилей на альтернативных источниках энергии, например, электромобилей. В связи с этим актуальной научной задачей является расширение методической базы обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа для учёта вариативности пожарной нагрузки при размещении автомобилей на

альтернативных источниках энергии. Для решения данной научной задачи выделено несколько подзадач:

разработать информационную модель, основанную на декомпозиции факторов, влияющих на развитие процесса горения на автостоянках закрытого типа;

разработать динамическую модель пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа;

разработать методику обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа с учетом вариативной пожарной нагрузки.

Степень разработанности темы исследования. Исследованием и оценкой пожарной безопасности автостоянок, моделированием возникновения и развития опасных факторов пожара, возникающих на объектах хранения легкового автотранспорта, занимались отечественные исследователи Зайцев В. В., Зуев С. А., Карпов А. В., Литовченко И. О., Королев Д. С., Орлов О. И., Таранцев А. А., Виноградов Д. В., Хасанов И. Р., Аксенов С. Г., Савельев А. П., Галишев М. А.

Необходимо отметить, что в большинстве случаев ранее проведенные исследования пожарной безопасности автостоянок не учитывают пожарную нагрузку современных автомобилей на альтернативных источниках энергии. В связи с этим существует необходимость разработки методики, позволяющей оценить пожарную опасность закрытых автостоянок с учетом размещения на них автомобилей на альтернативных источниках энергии на основе динамической модели пожаров автотранспортных средств.

Цель работы - повышение уровня пожарной безопасности автостоянок закрытого типа путем совершенствования методического обеспечения оценки вариативной пожарной нагрузки.

Объект исследования - автостоянки закрытого типа.

Предмет исследования - влияние пожарной нагрузки автомобилей на альтернативных источниках энергии на развитие опасных факторов пожара.

Научная новизна. Обоснована информационная модель, в рамках которой ранжирован ряд факторов, оказывающих влияние на развитие процесса горения на автостоянках закрытого типа с учетом вариативной пожарной нагрузки.

Предложена динамическая модель пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа, учитывающая эффективность действия средства тушения горящих электромобилей на основе базальтовой сетки.

Предложена методика обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа, отличающаяся от известных наличием инструментария для оценки пожарной нагрузки автотранспортных средств на альтернативных источниках энергии.

Теоретическая значимость результатов заключается в расширении возможностей известных компьютерных методов моделирования пожаров, а именно:

информационная модель позволяет учитывать влияние факторов, связанных с расположением пожарной нагрузки, а также с применением новых средств тушения;

дополнена экспериментальная база определения параметров горения материалов, используемых в современных автомобилях, для моделирования развития ОФП на автостоянках закрытого типа;

экспериментально определен коэффициент эффективного срабатывания средства тушения на основе базальтовой сетки, применимого для локализации и тушения очага пожара при горении литий-ионных аккумуляторов.

Практическая значимость результатов:

разработанная информационная модель позволяет исследовать сценарии развития пожара на автостоянках закрытого типа для различных вариантов расположения пожарной нагрузки;

динамическая модель пожаров автотранспортных средств позволяет повысить точность расчетов пожарного риска для автостоянок закрытого типа за счет использования экспериментальных данных о параметрах горения материалов, используемых в современных автомобилях;

полученные в результате исследования экспериментальные данные о специфике горения пожарной нагрузки электромобилей, а также проведенный анализ температурных характеристик материалов пожарной нагрузки автомобилей повышают объективность и доказательную силу компьютерных моделей развития пожара. Методика может быть использована для повышения точности расчетов пожарных рисков автостоянок закрытого типа с учетом размещения на них электромобилей.

Методы исследования: математическое моделирование, системный анализ, эмпирические научные методы, сравнительный анализ, термогравиметрический анализ.

Достоверность научных результатов обеспечена применением общенаучных методов, математической обработкой результатов экспериментов в соответствии с положениями действующих ГОСТов, использованием современного пакета сертифицированных прикладных программ FDS.

Положения, выносимые на защиту.

1. Информационная модель, основанная на декомпозиции факторов, влияющих на развитие процесса горения на автостоянках закрытого типа.

2. Динамическая модель пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа.

3. Методика обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа с учетом вариативной пожарной нагрузки.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 9 «Разработка научных основ, моделей и методов исследования процессов распространения опасных факторов пожара по объектам защиты» и п. 14 «Исследование условий, разработка и совершенствование методов оценки и способов снижения пожарных рисков на объектах защиты и прилегающих к ним территориях» паспорта специальности 2.10.1. Пожарная безопасность (технические науки).

Реализация результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практическую деятельность ФГБУ «Судебно-экспертное учреждение

федеральной противопожарной службы «Испытательная пожарная лаборатория по Санкт-Петербургу» и «Исследовательского центра экспертизы пожаров» научно-исследовательского института перспективных исследований и инновационных технологий в области безопасности жизнедеятельности.

Апробация исследований. Научные результаты диссертационного исследования публиковались в материалах российских и международных конференций:

Международной научно-практической конференции «Комплексные проблемы техносферной безопасности» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2018 г;

Международной научно-практической конференции, «Транспорт России проблемы и перспективы», 13-14 ноября 2018 г., Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России;

VII Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий ЧС», 20-21 декабря 2018 г. Воронежский институт;

XV Международной научно-практической конференции «Комплексные проблемы техносферной безопасности», март 2019, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»;

Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019», 8-12 апреля 2019 г., МГУ;

XI Всероссийской научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Современные методы и технологии предупреждения и профилактики возникновения чрезвычайных ситуаций», Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2019 г;

Международной научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2019», Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН. 2019 г.

Личный вклад автора. В совместных публикациях основные научные результаты исследования получены автором лично. Автором предложена

информационная модель, основанная на декомпозиции факторов, влияющих на развитие процесса горения на автостоянках закрытого типа, динамическая модель пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа, методика обеспечения пожарной безопасности автостоянок закрытого типа с учетом вариативной пожарной нагрузки.

Публикации. Научные результаты изложены в 1 6 научных публикациях, 6 из которых - в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации, получен патент на полезную модель.

ГЛАВА 1 ДЕКОМПОЗИЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАЗВИТИЕ

ГОРЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ЗАКРЫТЫХ

АВТОСТОЯНКАХ

1.1 Классификация мест хранения автотранспорта с учетом пожарной опасности

В настоящее время в крупных городах приобретает актуальность вопрос временного хранения автомобилей. Для решения проблемы с парковкой транспортных средств существуют как открытые, так и закрытые автостоянки, которые размещаются в различных зданиях, включая жилые комплексы, торговые центры и школы.

Открытая автостоянка представляет собой стоянку, где проемы занимают не менее 50% площади внешних ограждений на каждом уровне, оставшаяся часть состоит из парапетов [5].

Автостоянка, которая имеет закрытый тип, ограничена стеновыми ограждениями. Существуют 2 возможных варианта таких автостоянок: они могут быть либо отдельными помещениями, предназначенными для хранения транспортных средств, либо располагаться на территории зданий с другим функциональным назначением. Закрытые автостоянки, в свою очередь, могут представлять собой подземные или наземные сооружения. Относительно подземных автостоянок разрешается их интеграция в здания с первой или второй степенью огнестойкости.

Опасность пожаров на автостоянках закрытого типа состоит в том, что из-за ограниченного объема в течение короткого промежутка времени образуется опасная для нахождения человека концентрация токсических продуктов горения.

Как показывает статистика, при возникновении пожара на автостоянках пламя от горящего автомобиля быстро распространяется на соседние транспортные средства [68].

В зависимости от расположения автостоянок относительно уровня земли бывают наземные и подземные автостоянки. Сооружения, расположенные ниже

уровня земли, основная цель которых - хранение автомобилей, называют подземными автостоянками. Они бывают многоуровневыми и одноуровневыми. Максимально допустимое количество этажей составляет 5 для подземных автостоянок и 9 - для наземных.

В условиях плотной застройки мегаполисов подземные автостоянки являются оптимальным объемно-планировочным решением для экономии места, но при этом представляют собой большую пожарную опасность по сравнению с наземными. Из-за ограниченной видимости, слабого освещения и ограниченного количества выходов, эвакуация в случае пожара может быть затруднена. Для обеспечения своевременного удаления токсичных продуктов горения автостоянки оборудуют системой противодымной защиты.

Автостоянки закрытого типа не разрешается использовать для размещения автомобилей с газовыми двигателями [5]. Поскольку они не оборудованы специальными системами и мерами безопасности для хранения автомобилей с газовыми баллонами. Для безопасного хранения и предотвращения возможных аварийных ситуаций требуются специальные условия: наличие специальных вентиляционных систем, датчиков газов, средств пожаротушения.

Постоянный рост количества транспортных средств ведет к увеличению количества автостоянок. Наиболее востребованным типом являются закрытые наземные автостоянки, в том числе многоуровневые. В зависимости от типа устройств перемещения автомобилей между этажами автостоянки бывают механизированными и автоматизированными [80].

Для механизированных автостоянок характерно наличие механизированных систем парковки автомобилей, при помощи которых происходит транспортировка автомобилей к местам хранения. На территории таких автостоянок располагаются технические помещения, помещения автосервисов, помещения для водителей. Механизированная парковка обеспечивает изолированное хранение транспортного средства в боксе без доступа к нему посторонних лиц.

В зависимости от внутренней планировки хранения транспортных средств автостоянки бывают с манежным и боксовым хранением. При манежном

хранении автомобили располагаются в общем зале с выездом в общий внутренний проезд (Рисунок 1.1) [5].

Рисунок 1.1 - Манежное хранение автомобилей

При боксовом хранении автомобили располагаются в отдельных боксах (Рисунок 1.2), выезд из которых осуществляется непосредственно наружу или во внутренний проезд [36]. Данный способ хранения транспортных средств требует материальных затрат, поскольку основным условием хранения является установка ворот и перегородок [36].

Рисунок 1.2 - Боксовое хранение автомобилей

В зависимости от продолжительности хранения, можно выделить автостоянки с различными режимами: временное, постоянное и сезонное хранение транспортных средств. Постоянные парковки можно разделить на 2 категории: муниципальные и частные.

Муниципальные автостоянки обычно предлагают хранение транспортных средств без охраны парковочной зоны, в отличие от частных.

При всем многообразии автостоянок наиболее востребованным типом остаются закрытые автостоянки в силу следующих преимуществ:

защищают от неблагоприятных погодных условий;

защищают от краж;

закрытые автостоянки имеют большую площадь и более организованную систему расположения транспортных средств, что увеличивает количество мест для хранения;

закрытые автостоянки обладают дополнительными удобствами, такими как асфальтированные и хорошо освещенные парковочные места, мойки, сервисные центры и т.д.

1.2 Статистические данные по пожарам на открытых и закрытых автостоянках

Под источником зажигания принято понимать средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения [3]. В каждом транспортном средстве присутствует система электроснабжения, которая играет ключевую роль в его работе. В случае аварийной ситуации, эта система может стать потенциальным источником зажигания. Кроме того, система электроснабжения автомобиля выполняет ряд важных функций помимо роли источника зажигания. Она обеспечивает питание для запуска двигателя, работу электрических устройств в салоне и наружных фонарей, а также зарядку аккумуляторной батареи. При возникновении неполадок или аварийных ситуаций, система электроснабжения может стать источником зажигания, приводящим к возгоранию транспортного средства.

При изучении пожарной нагрузки транспортных средств необходимо провести анализ материалов, используемых во внутренней отделке автомобилей. Знание состава материалов позволяет рассчитать их пожарную нагрузку и разработать меры по минимизации рисков возникновения и распространения пожаров в автомобилях. Вероятность перехода пожара от одного автомобиля к другому, влекущая за собой опасность повреждения, а иногда и разрушения всего

здания, становится особенно опасной в случае расположения парковок в зданиях иного назначения.

Согласно статистическим данным основными причинами пожаров на автостоянках являются неисправность двигателя транспортного средства, короткое замыкание, неисправность системы охлаждения, топливной системы автомобиля, перегрев двигателя, поджог и т.д. [86].

Нарушение правил работы транспортного средства, такое как длительное использование в условиях высоких температур или перегрузка, также может усилить риск возникновения пожара. Определение причины возгорания транспортного средства требует знаний в области пожарной опасности материалов, из которых изготовлено транспортное средство, поскольку различные материалы имеют разные свойства в отношении горючести, легковоспламеняемости и способности поддерживать горение [68].

Пожары на транспортных средствах подразделяют на умышленные и непреднамеренные. Одной из наиболее распространенных причин пожара, является поджог - умышленное нанесение прямого ущерба автомобилю с использованием огня. В качестве инициаторов горения часто используют легковоспламеняющиеся жидкости, которые можно обнаружить при установлении причин пожара, но только в том случае, если пожар потушен в кратчайшие сроки. Если при детальном осмотре места пожара удается отметить небольшое количество повреждений в салоне автомобиля, частичное или незначительное повреждение краски транспортного средства, то это говорит о возможной технической неисправности, которая привела к возгоранию.

В 2017 году в одном из торговых центров Санкт-Петербурга произошел пожар на территории автостоянки закрытого типа. Очаг пожара был расположен в объеме моторного отсека автомобиля марки Mini Cooper. Пожар возник из-за воспламенения сгораемых материалов или элементов, находящихся в очаговой зоне, вызванного тепловым воздействием аварийного электрического режима работы оборудования транспортного средства. На расстоянии 50 см от легкового автомобиля Mini Cooper был припаркован легковой автомобиль марки Citroen DS4, в котором обгорела правая сторона кузова (Рисунок 1.3).

Рисунок 1. 3 - Пожар на закрытой парковке

В соответствии с действующими методиками [87], причину пожара определяют на основании анализа возможных источников зажигания в зоне очага пожара. Скрытый период развития пожара (промежуток времени между моментом его возникновения и моментом его обнаружения) зависит от ряда факторов, основными из которых являются: характер источника зажигания (открытое пламя, раскаленное тело, искра и т.д.), вид и состояние горючего материала, условия газообмена в зоне горения. В описанном случае причиной возникновения пожара послужило воспламенение сгораемых материалов или элементов, находящихся в очаговой зоне. Электротехническая версия причины пожара рассматривается в том случае, если в очаговой зоне имелось электрооборудование, а электросеть автомобиля находилась под напряжением. При достижении критических температур в процессе аварийного режима работы электрооборудования возможно воспламенение изоляции проводников и находящихся в непосредственной близости от них других горючих материалов.

Федеральным государственным бюджетным учреждением «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» собраны статистические данные, характеризующие состояние пожарной безопасности в Российской Федерации. В Таблице 1.1 приведены данные по

пожарам на автостоянках закрытого типа, произошедшие в Российской Федерации в 2020, 2021 гг.

Таблица 1.1 - Места возникновения пожаров на автостоянках закрытого типа и

число погибших

2020 г

Место возникновения пожара потолок крыша, кровля пол, настил, ферма, балка стена, перегородка проем (окно, дверь, ворота, люк) лестн. марш, площадка строит. констр.

Количество пожаров 937 1572 2315 102 1 288

Количество погибших 6 50 17 0 0 6

2021 г

Количество пожаров 928 1539 2505 101 0 319

Количество погибших 4 43 14 0 0 9

На Рисунке 1.4 приведена информация по пожарам на транспорте (14,3 % от общего числа пожаров), которые произошли в зарубежных странах (по данным International Technical Committee for the Prevention and Extinction of Fire (CTIF)) [107].

\ _

Mu'np,

** i 1 j)I)HJ».

В л*н,

Рисунок 1.4 - Распределение пожаров по местам возникновения в странах мира

В Таблице 1.2 представлено количество пожаров на транспорте в разных странах мира за 2022 г.

Таблица 1.2 - Количество пожаров на транспорте в странах мира за 2022 г.

Страна Количество пожаров

Австрия 1552

Болгария 2183

Бруней 73

Венгрия 922

Греция 1467

Дания 1907

Иордания 1558

Казахстан 2324

Кыргызстан 318

Люксембург 216

Мавритания 140

Новая Зеландия 2316

Польша 10168

Республика Корея 5067

Россия 16488

Сингапур 221

Словения 443

США 212500

Финляндия 2331

Франция 55421

Хорватия 867

Чешская Республика 2260

Швеция 5635

В Таблице 1.3 приведены причины возникновения пожаров на транспортных средствах за 2019-2021 гг.

Таблица 1.3 - Причины возникновения пожаров на автомобилях в России

за 2019-2021 гг.

Количество пожаров, ед. Количество погибших, чел. Количество травмированных, чел.

2019 2020 2021 2019 2020 2021 2019 2020 2021

Нарушение ПУиЭ транспортных средств 10095 9664 11026 47 48 33 224 174 190

Поджог 3870 3595 2800 1 11 10 12 8 9

Неосторожное обращение с огнём 1849 1704 1422 27 39 36 47 53 44

Нарушение технического процесса производства 43 65 65 3 1 1 9 5 6

Нарушение ПУиЭ электрооборудования 1032 1092 1113 4 4 8 20 16 11

Нарушение ППБ при проведении электрогазосварочных работ 183 187 196 0 3 1 5 7 14

Нарушение ППБ при проведении огневых работ 50 45 51 0 0 0 3 0 1

Самовозгорание веществ и материалов 91 101 112 0 1 0 1 2 1

Нарушение ППБ при использовании пиротехнических изделий 5 2 8 0 0 0 0 0 0

Взрывы 6 9 6 0 3 0 5 9 1

Из Таблицы 1.3 видно, что больше всего пожаров произошло по причине нарушения правил устройства и эксплуатации транспортных средств, на втором месте - поджоги, на третьем - неосторожное обращение с огнем [74, 75, 76].

На Рисунках 1.5 и 1.6 в графическом виде представлены данные о причинах возникновения пожаров на автомобилях за 2019-2021 г.г. и о количестве погибших в результате этих пожаров.

Пожары на автомобилях в РФ в 2019-2021 гг.

Взрывы

Нарушение ППБ при исп.пиротех.издел. Самовозг. веществ и материалов Нарушение ППБ при проведении огневых работ Наруш. ППБ при провед. электрогазосв.работ Нарушение ПУиЭ электрооб. Неиспр. производств. Оборуд. Неосторожное обращение с огнём Поджог

Нарушение ПУиЭ тр. ср-в

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

■ 2021 2020 2019

Рисунок 1.5 - Причины возникновения пожаров на автомобилях в РФ

за 2019-2021 гг.

Количество погибших, чел. 2019-2021 гг.

Взрывы

Самовозг. веществ и материалов Наруш. ППБ при провед. электрогазосв.работ Нарушение ПУиЭ электрооб. Неиспр. производств. Оборуд Неосторожное обращение с огнём Поджог

Нарушение ПУиЭ тр. ср-в

0 10 20 30 40 50 60

■ 2021 2020 2019

Рисунок 1.6 - Количество погибших на пожарах на автотранспорте в

2019-2021 гг.

Несмотря на то, что уже более 100 лет дорожные транспортные средства работают на двигателях внутреннего сгорания, за последние 20 лет стали достаточно популярными автомобили, работающие на альтернативных источниках энергии - например, аккумуляторах. Электромобили обладают весомым преимуществом в сравнении с традиционными автомобилями,

поскольку не выделяют в атмосферу вредных веществ, таких как диоксид углерода, монооксид углерода, оксиды азота и т.д., снижая таким образом негативное воздействие на окружающую среду и здоровье людей. Электромобили используют возобновляемые источники энергии, в отличие от традиционных автомобилей, двигатели которых потребляют продукты нефтепереработки. Таким образом, электромобили представляют собой более экологичный и современный вид транспорта по сравнению с традиционными автомобилями [102].

В Таблице 1.4 представлены статистические данные Национального совета по безопасности на транспорте (К^В) по пожарам в автомобилях в зависимости от источника энергии транспортного средства.

Таблица 1.4 - Количество пожаров в автомобилях в зависимости от используемого источника энергии (США, 2020 г.)

Источник энергии Общее количество пожаров

Двигатель внутреннего сгорания 199 533

Гибрид (частично электрический) 16 051

Аккумулятор электрический 52

В Таблице 1.5 представлены статистические данные по возгораниям автомобилей ТеБ1а за 2019-2022 года [84]. Количество пожаров со смертельными исходами составляет 44.

Таблица 1.5 - Статистические данные по пожарам электромобилей за 2019-2022 гг.

Год Число возгораний электромобилей во время движения Число возгораний электромобилей во время стоянки Количество смертельных исходов

2022 18 21 15

2021 14 10 11

2020 5 0 5

2019 4 9 2

Как можно наблюдать из данных Таблицы 1.5, с 2019 по 2022 г. растет количество аварий с участием электромобилей, в том числе со смертельным исходом. Это объясняется ежегодным увеличением общего абсолютного количества используемых электромобилей в мире. При этом на сегодняшний момент не существует огнетушащих веществ, способных прекратить горение литий-ионного аккумулятора, так как при его нагревании окислитель выделяется непосредственно внутри корпуса в результате химических реакций. При возгорании электромобиля его, как правило, тушат методом полного выгорания горючей нагрузки, по возможности обеспечивая безопасность находящихся рядом людей и имущества.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Акимова Александра Борисовна, 2024 год

Температура

Рисунок 2.13 - Результат ТГ образца пробы внутренних слоев литий-ионного аккумулятора

В Таблице 2.4 представлены данные по результатам проведенного термического анализа. Для метода ДСК обозначены интервалы температур, в которых наблюдается наиболее интенсивное тепловыделение от образца, для метода ТГ - интервалы температур, в которых наблюдается наиболее интенсивная потеря массы образца.

Таблица 2.4 - Результаты ДСК и ТГ (ДТГ) образцов

Материал, марка Температура самовоспламенения, оС (справочные данные) Интервал максимального тепловыделения (ДСК), оС Интервал максимальной потери массы (ТГ), оС Экспериментальная температура возникновения пламенного горения, оС (установка, Рисунок 2.5)

Пенополеуретан 8Т1828 450 281...549 271.525 370

Резина Искусственный каучук 395 398...568 368.565 375

ПВХ 454 380.575 382.554 410

Литий-ионный аккумулятор (внутренние слои) 1СЯ18650 Не определена 45.310 137.226 220

Как видно из данных Таблицы 2.4, образцы пробы внутренних слоев литий-ионного аккумулятора обладают наименьшими значениями температур максимального тепловыделения, максимальной потери массы и возникновения пламенного горения из исследуемых материалов. На основании проведенных исследований можно сделать вывод о повышенной пожарной опасности электромобилей в случае пожара на автостоянке закрытого типа. Полученные значения температур использованы при оценке интенсивностей перехода пожара из одного состояния в другое для рассматриваемой системы. Также полученные данные могут быть применены при моделировании пожара автомобилей на альтернативных источниках энергии в программном комплексе РугоБт.

2.4 Математическое моделирование пожара в автомобиле

Для определения наиболее вероятной зоны возникновения горения возможно применение методов, основанных на теории конечных цепей Маркова [53]. Был построен граф состояний для варианта сценария развития пожара на автостоянке закрытого типа (Рисунок 2.14).

1 - нормальное функционирование автостоянки; 2 - возникновение пожара на автостоянке; 3 - горение автомобиля на бензиновом двигателе; 4 - горение электромобиля. Рисунок 2.14 - Граф состояний марковской цепи пожароопасной ситуации на

автостоянке закрытого типа

Матрица будет иметь следующий вид:

Интенсивности переходов были определены путем экспертной оценки на основе ранее проведенных экспериментов с учетом статистических данных по пожарам. Статистические данные по пожарам автомобилей, касающиеся перехода пожара от одного типа автомобилей на другой представлены в Таблице 2.5.

Р =

Р11 Р12 0 0

Р21 Р22 Р23 Р24

0 Р32 0 Р34

. 0 Р42 Р43 0 .

автомобилей с разными типами силовой установки

Расположение очага пожара Число пожаров Количество переходов пожара на электромобиль / % от общего количества рассмотренных пожаров Количество переходов пожара на автомобиль с бензиновым двигателем / % от общего количества рассмотренных пожаров

Электромобиль 58 2 / 3,4 23 / 39,7

Автомобиль с бензиновым двигателем 147 29 / 19,7 46 / 31,3

На основе рассмотренной статистики пожаров, Таблицы 2.5 были определены интенсивности перехода пожара от одних типов автомобилей на другие: горение от электромобиля переходит на автомобиль на бензиновом двигателе в 40% случаях; наоборот - в 20% случаях. Определены предельные вероятности состояний и построены графики состояния системы для каждого шага.

Пусть Р^), Р2(Х), РзО Р4(1:) - вероятности нахождения системы в состояниях 1, 2, 3, 4 соответственно; » — интенсивность отказов, для заданной ситуации принимаем равной интенсивности возникновения пожаров. В каждый момент времени система может находиться только в одном из состояний.

В качестве примера рассмотрим следующий вариант:

Рисунок 2.15 - Граф состояний марковской цепи пожароопасной ситуации на

автостоянке закрытого типа

Р =

В начальный момент времени 1 = 0 собственный вектор будет иметь вид:

0,8 0,2 0 0

0,1 0,1 0,3 0,5

0 0,8 0 0,2

0 0,6 0,4 0

р1(0) = 1

р2(0) = 0 рэ(0) = 0

р4(0) = 0

Систему можно описать в следующем виде:

^ = Р2 . 0,1 (Г) _ Р1 . 0,2 (Г) (2.5)

^ = Р1 • 0,2 (t) + Р3 . 0,8 ф+Р4 . 0,6 (0_ Р2 . 0,9 (Г) (2.6)

" ^ = Р2 • 0,3 00 + Р4 • 0,4(t) _ Р3 (t) (2.7)

^ = Р2 • 0,5 (t) + Р3 . 0,2(t) _ Р4 (t) (2.8)

Так как финальные вероятности не зависят от времени, в системе дифференциальных уравнений Колмогорова все левые части принимаем равными нулю. Решая систему линейных алгебраических уравнений с учетом условия:

Р0ф + Р1ф + Р2ф + Р3ф = 1

получим предельные вероятности. Эти вероятности представляют собой среднее относительное время пребывания системы в каждом из состояний.

х1 = 0,19 х2 = 0,38 х3 = 0,20 х4 = 0,23

На Рисунке 2.16 представлены графики решения дифференциальных уравнений с учетом значений для каждого из состояний в определенный момент времени.

А

| 0,8.

2 0,7.

с. =

I 0,5

i 0,3 x 0,2 OJ 0

{ 1 - 1 П--П--П 1

\ 4

\ . 1 1 i .

\

i ] L 1 ^ r 1

X. UflHH .- с с otrth ^ i ' i i • itco-K d-c- z -o-D-o t№ 1- t \

/ Г ■ i j 1

75 . —IH . »S - - У 1 1 I : 1 Ml —-1-uJ , ■ ■ —.14.

--1-г i —.....T.— -T-I-l-1 j I. ■■ M 1 ■ ■ ■ —1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Крсми. мин

Рисунок 2.16 - Результаты расчетов в виде графиков

При моделировании пожароопасных ситуаций на автостоянках закрытого типа были определены финальные вероятности пребывания системы в каждом из состояний. Методы марковского анализа при их использовании для исследования пожароопасных состояний автостоянки закрытого типа позволяют графически отображать интенсивности возникновения пожаров, которые имеют вид переходов, составляющих диаграмму состояний системы.

2.5 Динамическая модель развития пожаров автотранспортных средств на автостоянках закрытого типа

При моделировании пожаров с помощью программных комплексов необходимо в первую очередь оценить пожарную нагрузку моделируемого объекта [46]. В используемых программных комплексах на основе FDS (Fire Dynamic Simulator) существуют базы данных стандартных элементов конструкций, которые в большинстве своем идентичны для каждой отдельной программы. Этих данных может быть недостаточно для того, чтобы точно

описать моделируемые процессы, особенно при моделировании горения автомобилей на альтернативных источниках энергии, которые получили распространение на рынке сравнительно недавно.

При моделировании пожара объекта, состоящего из большого количества наименований материалов, целесообразно разделить его на составные элементы, для каждого из которых задать собственные параметры и характеристики.

В работе Peter Weisenpacher, Jan Glasa и Ladislav Halada [106] при моделировании автомобиля в FDS использовали блоки из трех материалов -резина, поролон и пластмасса (Рисунок 2.17).

Рисунок 2.17 - Моделирование автомобиля в FDS

Для того чтобы с высокой точностью смоделировать транспортное средство в программном комплексе, необходимо предварительно экспериментально определить параметры его составных элементов.

Выбор модели экспериментального исследования развития пожара.

Ранее было экспериментально определено [72], что с помощью кубов равного размера можно имитировать структурированное распределение горючей нагрузки в пространстве. В настоящей работе, путём исследования кубов из материалов, имитирующих пожарную нагрузку современных автомобилей, были смоделированы ситуации горения автомобилей на автостоянках закрытого типа [56]. Моделирование пожара в Pyrosim и FDS осуществляется на основе расчетной сетки (mesh), следовательно, каждый объект должен соответствовать этой сетке. Также руководство по эксплуатации FDS рекомендует выбирать для

моделирования кубическую сетку. Поэтому оптимальным единичным элементом горючей нагрузки при экспериментальном моделировании является кубический модуль.

Выбор материала модуля.

В работе [64] описаны эксперименты по исследованию процесса горения легковых автомобилей, проведенный английскими специалистами. В результате экспериментов было установлено следующее:

температура на расстоянии 0,8-0,9 м от горящего автомобиля превышает 1100 °С;

переход горения с одного автомобиля на другой чаще всего происходит из-за воспламенения автомобильных покрышек;

ни в одном из случаев горение не привело к взрыву топливного бака; весь объём помещения автостоянки подвергается задымлению. На основании изложенных выше данных при моделировании опасных фактов пожара были выбраны следующие условия:

1) топливный бак не участвует в моделировании пожара; 2) рассматривается процесс перехода горения с одного материала на другой, что соответствует модели возникновения очага пожара на одном из элементов автомобиля и его дальнейшему распространению на другие.

Для проведения исследований нами были использованы кубические модули с размерами ребра 75 мм, состоящие из разных материалов (ПВХ, поролон, резина). Выбраны материалы, представляющие наиболее характерную горючую нагрузку частей легкового автомобиля (Рисунок 2.18): из резины изготовлены шины, сальники, пыльники, отдельные амортизационные элементы (подушки) и др.; из поролона изготовлены сиденья автомобиля; из пластмасс различных марок изготовлены панели внутри салона, изоляция электропроводки, а также отдельные элементы кузова и агрегатов (бампер, брызговики, крышка бензобака, корпус воздушного фильтра, расширительные бачки для эксплуатационных жидкостей и

др) [54].

Пг1тквЕтнтч<Т(ц

кп&икля пш.иши. дскарипвЕшс злпаенти.

прнЙорни* лоси), лмркые шшж внэтретпин пимы ншп

П1Ик>[ЮП1>1«ур41ак |НПУ) (лл(?н ляточоСии

Нидгспнянйвффв . _ , £3

|ш:*[ы пв шчсйлгя

прпоаа

Рисунок 2.18 - Материалы, составляющие большую часть горючей нагрузки

легкового автомобиля

Характеристики некоторых материалов указаны в Таблице 2.6

Таблица 2.6 - Физические характеристики горючих материалов, используемых в конструктивных элементах автомобилей

Материал Удельная теплопроводность, Вт/м . К Плотность, кг/м3 Удельная теплоемкость, Дж/кг . К

Пропиленовые каучуки (ЭПК) 0,300 860 2,18

Пенополиуретан (ППУ) 0,029 40 1,47

Полипропилен (ПП) 0,380 900 1,93

Полиуретан (ПУ) 0,034 20 2,06

В качестве инициатора горения в эксперименте использовали бензин АИ-92 как наиболее распространенную марку топлива для современных автомобилей. Для измерения температуры воспламенения материалов использовались термоэлектрические преобразователи, горячие спаи которых устанавливали в центрах стыковых граней модулей.

Экспериментальное исследование горения модулей.

Рассмотрено горение трех соприкасающихся модулей из разных материалов (Рисунок 2.19). На модуль № 1 (материал - ПВХ) наносим инициатор горения -бензин АИ-92 для моделирования очага пожара.

Рисунок 2.19 - Три модуля из разных материалов (слева направо: модуль № 1 из ПВХ, модуль № 2 из поролона, модуль № 3 из резины). Первичный очаг

расположен на модуле № 1

При таком расположении очага пожара в среднем через 20 секунд после начала горения происходит плавление модуля, выделение дыма незначительное. Через 27...35 секунд происходит воспламенение соседнего модуля из поролона. Модуль из резины не загорелся.

Расположим первичный очаг пожара на модуле № 2, который выполнен из поролона (Рисунок 2.20). Инициатор горения - бензин АИ-92.

Пожар распространяется по всей поверхности модуля в среднем за 1 минуту 21 секунду.

Рисунок 2.20 - Первичный очаг расположен на модуле № 2 (из поролона)

Аналогичным образом наносим инициатор горения на модуль № 3 (Рисунок 2.21). В процессе горения модуля из резины наблюдается выделение густого черного дыма. Переход горения на соседний модуль из поролона происходит через 45.53 секунды после поджига.

Рисунок 2.21 - Первичный очаг расположен на модуле № 3 (из резины)

Аналогичные схемы горения были смоделированы в программном комплексе РугоБт. Для моделирования перехода пожара созданы кубические модули с характеристиками, соответствующими разным материалам. Измеряли температуру на стыках соседних модулей, по полученным данным строили графики роста температуры от времени с момента начала пожара. Фиксировали время достижения температуры воспламенения материалов.

В первом случае первым поджигали модуль из ПВХ (Рисунок 2.22).

Рисунок 2.22 - Горение модулей, смоделированное в программе РугоБ1ш. Очаг пожара расположен на модуле из ПВХ; белыми точками обозначено расположение датчиков температуры

На Рисунке 2.23 представлен график изменения температуры на границе смежных модулей по показаниям датчика № 1.

т.в щи

ВЛО

,„ ------ч-►------,-

44 ИЛ Ш4 9Ий

Нртмя, с

Рисунок 2.23 - График изменения температуры на стыке модулей из ПВХ и

поролона

Во втором случае первым поджигали модуль из поролона (Рисунок 2.24).

Рисунок 2.24 - Очаг пожара расположен на модуле из поролона

На Рисунке 2.25 представлены графики изменения температуры на границах смежных модулей по показаниям датчиков.

Иреми, и В[*>~1|Н. ь'

Рисунок 2.25 - Графики изменения температуры на стыках граней модулей

Рисунок 2.26 - Очаг пожара расположен на модуле из резины

На Рисунке 2.27 представлены графики изменения температуры на границах смежных модулей по показаниям датчиков.

ПНР 1М5 JOO.O »0.0

Время, с

Рисунок 2.27 - Графики изменения температуры на стыках граней модулей

Были проанализированы полученные в результате испытаний зависимости роста температуры от времени возгорания исследуемых материалов. Следует отметить, что результаты компьютерного моделирования и натурных испытаний имеют схожий вид трендов роста температуры, что говорит об адекватности применяемой модели. Представленные кубические модули использованы в качестве элементов модели автомобиля для дальнейшего моделирования пожара в программном комплексе Pyrosim.

Как было отмечено ранее, основную пожарную нагрузку автомобилей составляют пластмасса, резина, поролоны и т.д., - на них приходится порядка 20 %масс материалов. Расширение эксплуатации автомобилей на альтернативных видах топлива приводит к снижению адекватности моделей стандартной горючей нагрузки, используемых в программных комплексах. В настоящей работе проведено сравнительное моделирование горения автомобилей двух типов: электромобилей и автомобили на ДВС. Основным отличием горючей нагрузки этих типов автомобилей является силовая установка - электромобиль, в отличие от традиционных автомобилей, оснащён электродвигателем, принцип работы которого основан на преобразовании электроэнергии, запасенной в литий-ионных аккумуляторах, в механическую энергию вращения [103].

Риск самопроизвольного возгорания этого типа аккумуляторов представляет собой серьезную проблему безопасности электромобилей. Возгорание аккумуляторов может произойти как в результате экстремальных условий эксплуатации, так и в результате механического повреждения при дорожно-транспортном происшествии. При этом выход батареи из строя может сопровождаться выбросом токсичных газов, интенсивным пламенным горением или взрывом [108].

Для адекватного моделирования горения электромобиля в программе Ругшт необходимо оценить основных пожароопасные характеристики составных элементов литий-ионного аккумулятора.

Для моделирования электромобиля при экспериментах и оценки пожарной нагрузки аккумуляторной батареи был выбран типовой литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650 (Рисунок 2.28). Масса аккумулятора составляет 95 грамм, размеры - 65 х 18 мм.

Рисунок 2.28 - Литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650

На Рисунке 2.29 представлены массовые доли веществ, входящих в состав литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650.

Рисунок 2.29 - Массовый состав литий-ионного аккумулятора

Были прописаны химические реакции горения составных элементов литий-ионного аккумулятора (Таблица 2.7).

Таблица 2.7 - Химические реакции горения составных элементов литий-ионного аккумулятора

Вещества, входящие в состав аккумулятора Содержание в аккумуляторе, %масс Реакции термического разложения

Углерод С 23 С+ О2 ^ СО2

Алюминий А1 5 4А1 + ЗО2 ^ 2М2О3

Медь Си 12 2Си + О2 ^ 2СиО

ЫМп2О4 39 2ЫМП2О4 ^ 3Мп02 + Ы2О + МпО

(С2Н4)п 10 (С2Н4)п + 3п(О2) ^2пСО2+ 2пН2О

Ь1РБ6 11 ЫРБ6 + Н20 ^ Ш + РОБ3 + 2НБ

Были проведены натурные огневые испытания устойчивости литий-ионных аккумуляторов к воспламенению от внешнего очага горения. В качестве инициатора горения использовали бензин АИ-92. Полученные данные по пожарной нагрузке были преобразованы для программного комплекса Pyrosim, где HF - низшая теплота сгорания, v С, v 02, v С02, v СО, HCL, v H2O, v N2 -стехиометрические коэффициенты для каждого вещества.

Таблица 2.8 - Пожарная нагрузка литий-ионного аккумулятора 18650 для расчетов в программе РугоБт (простая стехиометрия)

Справочные данные Данные для PyroSim

Параметр Hf Dm L O2 L CO2 L CO Hf X Y Z Ys Y CO

Единица измерения Мдж/кг Нп-м2/кг кг/кг кг/кг кг/кг Мдж/кг кг/кг кг/кг

Значение 17,625 890 1,030 0,921 0 17,625 3,155 11,632 3,473 0,102 0

Таблица 2.9 - Пожарная нагрузка автомобиля + литий-ионного аккумулятора, сложная стехиометрия

Пожарная нагрузка Данные для PyroSim

Hf, Мдж/кг v С, моль v O2, моль v CO2, моль v CO, моль v HCL, моль v H2O, моль v N2, моль

Автомобиль с ДВС 31,700 0,534 8,596 3,066 0,360 0,031 12,614 32,338

Бензобак 12,960 0,078 3,102 1,934 0,182 0 2,072 11,672

Литий-ионный аккумулятор 17,625 0,976 3,350 2,179 0 0 5,816 0

Электромобиль 36,365 1,432 8,844 3,311 0,178 0,031 16,358 20,666

Приведенные выше сведения были учтены при моделировании пожаров электромобилей на автостоянках закрытого типа при расчете рисков.

Определение пожарной нагрузки литий-ионного аккумулятора является важной задачей при оценке пожарной опасности и расчете пожарных рисков на территории закрытых автостоянок. Были определены значения пожарной нагрузки для литий-ионного аккумулятора и электромобиля, которые в дальнейшем применялись при расчете пожарного риска. Также экспериментально были определены температуры возникновения пламенного горения для материалов, составляющих пожарную нагрузку современных транспортных средств. В дальнейшем эти сведения использованы для расчета распространения пламени по поверхности материалов автомобиля, что является одним из способов моделирования источника пожара в программе РугоБт.

3.1 Моделирование горения автомобилей на закрытой автостоянке

Согласно статистическим данным, автомобили на ДВС возгораются чаще электромобилей, однако ущерб, который способен нанести пожар электромобиля, может быть в несколько раз выше. Как было отмечено ранее в электромобилях используются литий-ионные аккумуляторы, которые содержат высокоэнергетические материалы и могут привести к более энергоемкому пожару.

Для разработки методики обеспечения пожарной безопасности на автостоянке закрытого типа в первую очередь необходимо оценить исходные данные по автостоянке (тип, количество и взаиморасположение автомобилей; геометрические характеристики помещения автостоянки и др.). Затем следует проанализировать и оценить параметры, которые создают опасность возникновения пожароопасной ситуации на автостоянке, а также оценить наличие и исправность систем предотвращения пожара и противопожарной защиты.

Для моделирования сценариев в программном комплексе РугоБ1ш было рассмотрено помещение автостоянки закрытого типа на 200 машиномест, находящееся в здании торгового центра (Рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Модель помещения автостоянки в программном комплексе РугоБ1ш

Для моделирования горючая нагрузка легкового автомобиля была представлена в виде кубических модулей из материалов, рассмотренных в главе 2 - поливинилхлорид, поролон, резина. Исходные данные, задаваемые для расчета программным комплексом, включают в себя суммарную скорость тепловыделения; время активации детектора и спринклера; массовый и тепловой поток через проемы и др [58].

Были рассмотрены два типа автомобилей: на бензиновом двигателе и электромобили. Из транспортных средств на традиционных видах топлива для моделирования были выбраны автомобили на бензиновом двигателе, так как они более распространены в России, чем автомобили на дизельном топливе - согласно статистике, они потребляют 60% от общего количества реализуемого топлива [26]. Автомобили на газовом двигателе запрещено размещать в цокольных и подземных этажах стоянок автомобилей, а также в наземных стоянках автомобилей закрытого типа, размещаемых в зданиях иного назначения, в связи с этим в настоящей работе они рассмотрены не были [15].

Было смоделировано 6 ситуаций, при которых автомобили на бензиновом двигателе и электромобили располагались в разном порядке (Рисунок 3.2). Для моделирования было выбрано взаиморасположение автомобилей боковыми частями друг другу. Автомобиль, на котором находится очаг пожара, обозначен красным шрифтом.

Расположение автомобилей

Визуальное расположение

Ситуация № 1

Возгорается электромобиль, слева

автомобиль на бензиновом двигателе, справа - электромобиль

Ситуация № 2

Возгорается электромобиль, слева и справа находятся два электромобиля

Ситуация № 3

Возгорается электромобиль, слева и справа находятся два автомобиля на бензиновом двигателе

Ситуация № 4

Возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, слева и справа находятся два электромобиля

Ситуация № 5

Возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, слева и справа находятся два автомобиля на бензиновом двигателе

Ситуация № 6

Возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, слева находится электромобиль, справа автомобиль на бензиновом двигателе

Рисунок 3.2 - Расположение электромобилей (Э) и бензиновых (Б)

относительно друг друга [54]

При проектировании закрытых автостоянок необходимо предусматривать обособленные эвакуационные выходы для спасения людей. На каждом этаже должно быть предусмотрено не менее двух выходов, при этом двери должны быть

противопожарными. Для рассматриваемой автостоянки была смоделирована эвакуация с помощью программного комплекса Pathfinder. Количество людей было принято из расчета 1,5 человека на одну машину. Время эвакуации при одном открытом эвакуационном выходе составило 320 с, при двух открытых эвакуационных выходах - 154 с. Для каждого варианта расположения автомобилей из представленных на Рисунке 3.2 было смоделировано по 42 сценария развития пожара, отличающихся разными параметрами системы приточно-вытяжной вентиляции и автоматической системы пожаротушения. Оптимальные параметры определялись исходя из анализа времени наступления предельных значений опасных факторов пожара и времени эвакуации людей из помещения автостоянки [15].

В Таблице 3.1 представлено время наступления предельных значений опасных факторов пожара для 6 ситуаций, смоделированных без учета противодымной вентиляции и автоматической системы пожаротушения.

Таблица 3.1 - Время наступления опасных факторов пожара без учета параметров приточной противодымной вентиляции и системы автоматического пожаротушения

№ Ситуации Потеря видимости у выхода № 1 Потеря видимости у выхода № 2 Температура у выхода № 1 Температура у выхода № 2

Ситуация № 1 27 с > 20 м 27 с < 20 м 23 с > 70 °С 20 с > 70 оС

Ситуация № 2 20 с = 7,5 м 18 с = 8 м 20 с > 100 оС 29 с > 70 оС

Ситуация № 3 45 с < 10 м 45 с < 13 м С 53 с > 70 оС 50 с =70 оС С 78 с > 70 оС

Ситуация № 4 20 с < 10 м 20 с < 10 м С 18 с > 80 оС С 20 с > 70 оС

43 с = 68 оС,

Ситуация № 5 43 с = 9 м 42 с < 10 м 43 с = 73 оС, 45 с = 60 оС, 50 с = 75 оС 50 с = 75 оС, 52 с = 60 оС 59 с = 70 оС, 60 с = 60 оС, 62 с > 70 оС

Ситуация № 6 28 с < 20 м 28 с < 20 м 40 с > 70 оС 38 с > 70 оС

Во всех рассматриваемых ситуациях время эвакуации людей с территории автостоянки превышает время наступления этих предельных значений, что доказывает необходимость применения на парковке автоматической системы пожаротушения и системы противодымной вентиляции. Оптимальные значения параметров системы вентиляции и расход спринклеров для водяной системы пожаротушения определены путём расчетов в программном комплексе Ругов1ш.

В соответствии с Приложением А СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования», автостоянки относят ко второй группе помещений,

требуемая интенсивность орошения защищаемой площади составляет не менее

2 2 0,12 л / (с ■ м ). Площадь, орошаемая АУП, составляет 120 м, количество

оросителей - 25 единиц.

Определим расход одного оросителя:

120 • 0,12 = 14,4 л / с 14,4 / 25 = 0,576 л/с = 34,5 л/мин

Для моделирования зададим значение расхода воды на один спринклер 34,5 л / мин и подпор приточной противодымной вентиляции от 50 до 150 Па (СП 7.13130.2013 «Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование», п 7.16. б).

Для каждого варианта развития пожара были построены таблицы, отражающие изменения значений ОФП при разных значениях расхода спринклера и подпора воздуха.

В Таблицах 3.2 и 3.3 приведено время наступления предельных значений ОФП у эвакуационных выходов для ситуации № 1 (возгорается электромобиль, слева на расстоянии 0,9 м находится автомобиль на бензиновом двигателе, справа на расстоянии 0,9 м еще один электромобиль). В каждой ячейке таблицы записано время (в секундах) наступления критического значения ОФП (температуры и потери видимости у выходов 1 и 2).

Предельно допустимые значения ОФП составляют: для температуры -70 оС, для потери видимости - 20 м. Время моделирования каждой ситуации

Таблица 3.2 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 1

Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с) Достижение критической температуры (70°С) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин — Па4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 48 110 105 105 65 125 120 50 - - - - 65 - -

70 75 75 80 80 102 70 70 70 - - - - - - -

90 80 85 - 85 85 85 85 90 - - - - - - -

120 70 70 - 70 70 70 70 120 - - - - - - -

150 90 70 90 90 90 90 90 150 - - - - - - -

Таблица 3.3 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2 (с) Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 160 48 48 47 165 48 48 50 34 38 40 48 50 70 120

70 55 55 55 55 55 52 52 70 - 50 50 50 225 50 50

90 40 37 - 37 - 37 37 90 55 55 55 60 65 60 51

120 40 40 - 40 40 40 40 120 47 38 - 38 38 38 38

150 - - - - - - - 150 - - - - - 50 50

В Таблицах 3.2 и 3.3 представлены значения параметров приточной противодымной вентиляции и автоматической системы пожаротушения, которые необходимы для безопасной эвакуации людей с территории автостоянки [15].

В Таблицах 3.4 и 3.5 представлено время наступления предельных значений опасных факторов пожара у эвакуационных выходов для ситуации № 2 (возгорается электромобиль, слева и справа на расстоянии 0,9 метра находятся два электромобиля).

Достижение критической температуры (70°С) у выхода 1 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 48 47 47 48 48 50 48 50 48 48 48 48 48 50 48

70 75 70 75 75 75 75 50 70 54 65 68 68 68 69 48

90 - 90 90 140 140 - - 90 70 70 70 80 80 69 70

120 - - - - - - - 120 75 70 75 81 87 70 80

150 - - - - - - - 150 80 72 75 85 89 69 82

Таблица 3.5 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2(с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 105 100 100 100 105 100 - 50 75 75 75 75 75 75 75

70 - - - - - - - 70 80 - - - - - 80

90 110 112 115 115 115 120 120 90 85 85 85 85 85 85 85

120 110 115 142 144 146 130 - 120 90 90 90 90 90 90 -

150 - 130 130 130 130 130 138 150 - 93 93 93 93 93 93

В Таблицах 3.6 и 3.7 представлено время наступления предельных значений ОФП у эвакуационных выходов для ситуации № 3 (возгорается электромобиль, слева и справа на расстоянии 0,9 метра находятся автомобили на бензиновом двигателе).

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 1 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 - - - - - - 50 105 100 100 105 105 102

70 - - - - - - - 70 100 110 110 110 110 102 102

90 - - - - - - - 90 158 155 155 135 135 110 135

120 - - - - - - - 120 145 - - 138 138 - -

150 - - - - - - - 150 110 90 90 90 90 80 120

Таблица 3.7 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 50 50 50 52 52 52 53 50 45 43 43 43 43 43 45

70 42 40 40 50 50 43 44 70 42 42 42 43 43 45 43

90 - 140 140 - - - - 90 38 40 40 38 38 38 38

120 - - - - - - - 120 - - - - - - 65

150 - - - - - - - 150 - - - - - - -

В Таблицах 3.8 и 3.9 представлено время наступления предельных значений ОФП у эвакуационных выходов для ситуации № 4 (возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, слева и справа на расстоянии 0,9 метра находятся электромобили).

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 1 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 - 110 110 98 98 110 85 50 100 118 118 118 118 118 118

70 - - - - - - - 70 65 70 80 78 78 80 78

90 - - - - - - - 90 78 79 79 78 78 80 78

120 - - - - - - - 120 78 79 79 80 80 80 78

150 - - - - - - 150 80 85 85 90 90 - -

Таблица 3.9 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 - - - - - - - 50 165 - - - - - -

70 36 30 30 32 32 30 33 70 33 35 35 36 36 33 33

90 35 38 38 36 36 36 37 90 35 36 36 36 36 34 38

120 30 35 35 30 30 35 36 120 30 36 36 34 34 35 38

150 - - - - - - - 150 - 55 55 - - - -

В Таблицах 3.10 и 3.11 представлено время наступления предельных значений ОФП у эвакуационных выходов для ситуации № 5 (возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, рядом слева и справа на расстоянии 0,9 метра находятся автомобили на бензиновом двигателе).

Достижение критической температуры (70°С) у выхода 1 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 - - - - - - - 50 - - - - - - -

70 - - - - - - - 70 - - - - - - -

90 - - - - - - - 90 - - - - - - -

120 - - - - - - - 120 - - - - - - -

150 - - - - - - - 150 - - - - - - -

Таблица 3.11 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 50 - - - - - - 50 46 48 48 48 48 47 47

70 - - - - - - 70 - - - - - - -

90 - - - - - - - 90 - - - - - - -

120 - - - - - - - 120 - - - - - - -

150 - - - - - - - 150 - - - - - - -

В Таблицах 3.12 и 3.13 представлено время наступления предельных значений ОФП у эвакуационных выходов для ситуации № 6 (возгорается автомобиль на бензиновом двигателе, слева на расстоянии 0,9 м находится электромобиль, справа на таком же расстоянии находится автомобиль на бензиновом двигателе).

Достижение критической температуры (70°С) у выхода 1 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 1 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 45 - - - - - - 50 115 115 118 110 110 110 110

70 - - - - - - - 70 - - 118 140 140 - 180

90 - - - - - - - 90 125 148 148 110 148 125 120

120 - - - - - - - 120 - - - - - - -

150 - - - - - - 150 - - - - - - -

Таблица 3.13 - Время наступления предельных значений ОФП у эвакуационного выхода 2

Достижение критической температуры (70оС) у выхода 2 (с) Достижение критического значения потери видимости (20 м) у выхода 2 (с)

л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120 л/мин —> Па 4 34,5 38 40 48 50 70 120

50 45 45 45 45 49 45 45 50 45 45 47 50 46 46 46

70 42 46 46 46 46 43 46 70 40 45 49 50 50 43 48

90 - - - - - - - 90 - - - - 310 - -

120 - - - - - - - 120 - - - - - - -

150 - - - - - - - 150 - - - - - - -

Анализируя данные таблиц, можно определить оптимальные значения параметров приточной противодымной вентиляции и системы автоматического пожаротушения. Эти значения для каждой ситуации будут составлять:

- для ситуации 1 - подпор 120 Па при расходе 40 л/мин; подпор 150 Па при расходе 120 л/мин;

- для ситуации 2 - подпор 120 Па . 120 л/мин, подпор 150 Па при расходе 120 л/ мин;

- для ситуации 3 - подпор 120 Па при расходе 38 - 40 л/мин;

- для ситуации 4 - подпор 150 Па . 120 л/мин;

- для ситуации 5 - подпор 70 Па . 34,5 л/мин, любые варианты в строках: 120, 150 Па;

- для ситуации 6 - подпор 120 Па . 34,5 л/мин, любые варианты в строках: 120, 150 Па.

Далее при помощи программ Pyrosim, Pathfinder и FireRisk были рассчитаны пожарные риски для рассматриваемой автостоянки. При расчете рисков была учтена пожарная нагрузка литий-ионного аккумулятора. Помещение автостоянки оснащены автоматической пожарной сигнализацией, системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре (3-го типа), автоматической системой пожаротушения и системой противодымной защиты. Высота помещений составляет 3 м. В сценарии проведен расчет для наибольшего количества людей, находящихся одновременно в здании объекта. В качестве фактора, осложняющего обстановку при пожаре, было принято блокирование огнем одного из эвакуационных выходов. Класс функциональной пожарной опасности объекта -Ф5.2 (стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта).

На Рисунках 3.3, 3.4 представлены графики изменения параметров эвакуации во времени.

Рисунок 3.3 - Изменение количества человек у выходов 1 и 2

Рисунок 3.4 - Изменение удельной скорости потока у выходов 1 и 2

Исходные данные и расчетные коэффициенты для вычисления значений расчетной величины индивидуального пожарного риска на объекте представлены в Таблице 3.14.

Таблица 3.14 - Исходные данные для расчета пожарного риска

№ Параметр Значение

1 Класс функциональной пожарной опасности здания Ф 5.2

2 Частота возникновения пожара в здании в течение года, Qп,i 4,5 • 10-2

3 Количество людей на объекте 295

4 Коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Кобнд 0,8

5 Коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Ксоуэд 0,8

6 Коэффициент, учитывающий соответствие системы противодымной защиты требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Кпдзд 0,8

7 Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Кп.зд 0,87

8 Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Капд 0,9

9 Вероятность присутствия людей в здании, Рпр.; 1

10 Вероятность эвакуации людей, Рэ,у 0,000

] = 0Л,Г (1 - Кап.1) -Рпр,1- (1 - Рэ,1,0 ■ (1 - Кп.з,1)

Кп.3,1 = 1 - (1 — Кобн,1 ^ Ксоуэ,1) ■ (1 — Кобн,1 ■ К?дз,1)

0,87 = 1 - (1 - 0,8 ■ 0,8) ■ (1 - 0,8 ■ 0,8)

Я1, ] = 4,5 ■ 10-2- (1 - 0,9) 1 (1 - 0,000) ■ (1 - 0,87) = 5,85 ■ 10-4

В данном случае, в соответствии с Федеральным законом от 22.07.2008 № 123-Ф3, пожарная безопасность объекта защиты считается не обеспеченной [2].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что при горении электромобилей осуществить безопасную эвакуацию людей из помещения закрытой автостоянки не представляется возможным ввиду высокой скорости распространения опасных факторов пожара и угрозы быстрого перехода пожара на соседние транспортные средства.

Предложены следующие мероприятия:

- размещение электромобилей в отдельных противопожарных отсеках или зонах, ограниченные противопожарными преградами, кроме подземных автостоянок (согласно СП 13330.2016 «Стоянки автомобилей» п. 5.2.1); в п. 6.2.2 СП 506.1311500-2021 «Стоянки автомобилей. Требования пожарной безопасности» указано, что в подземных автостоянках возможно разделение территории с помощью сетчатого ограждения из негорючих материалов;

- при невозможности расположения электромобилей в отдельных боксах необходимо увеличить расход одного оросителя в зависимости от количества автомобилей;

- расчет индивидуального пожарного риска на территории автостоянок закрытого типа необходимо осуществлять с учетом возможности размещения на территории автостоянки автомобилей с нестандартной горючей нагрузкой (литий-ионные аккумуляторы);

- организация охранного пункта с обязательной регистрацией въезда электромобилей на территорию парковки с последующим отображением на

информационном табло места расположения припаркованного электромобиля, что в случае возгорания позволит снизить риск для личного состава пожарных подразделений при тушении пожара;

- расположение электромобилей в отдельной части автостоянки.

3.2 Применение базальтовых сеток на автостоянках закрытого типа

В соответствии с требованиями СП 113.13330.2016 на подземных автостоянках не допускается расположение автомобилей в отдельных боксах. В связи с этим предлагается располагать автомобили в отдельных зонах, ограниченных сетчатыми ограждениями из негорючих материалов (Рисунок 3.5).

. , ---Т-1ТС? огтьззклт'ННР

и- 1_____________V 3 --___¥_____ -в- ■ 13

-г -т —, 1 т—т—г—Г " "Г 1 110 и

1-1-1~ > > ' § 1 « ' 93^ 99 [2630 [ 23 1 1 1 01 Iм 1 1 ^101^102^103^, ТгяоТк« жэоТ —' [ мал 1 г! класс | : ,104 ¡105 ■ гея ТгЕоо — _10б| 107^ |10Вг 3 в 109

ГЙОМ зом 1 Ш) 3700 ЭГ(К

5 т 1 1 ® 1

Рисунок 3.5 - Схема разделения автостоянки за зоны с помощью сетчатого

ограждения

Предложено разделение автостоянки на отдельные зоны с помощью базальтовых занавесов, оснащенных механизмом спуска и опускаемых при возникновении пожара на территории автостоянки. При этом парковочные места отличаются по размерам в зависимости от класса автомобиля, для которого они предназначены (малые, средние, большие и микроавтобусы) [25]. Минимальная ширина парковочного места должна составлять 2,5 м, расстояние от автомобиля до вертикальных несущих конструкций должно быть не менее 0,5 м.

Отсутствие в настоящее время систем пожаротушения для автостоянок закрытого типа, способных ликвидировать возгорание электромобилей, диктует необходимость разработки средств защиты отдельных транспортных средств,

припаркованных на автостоянках, а также внедрения технических решений, способствующих локализации пожара. В настоящей работе в качестве технического решения локализации пожара электромобиля на автостоянках закрытого типа предложено применение базальтовой сетки. Экспериментально доказано, что базальтовая сетка способна обеспечить локализацию очага пожара и воспрепятствовать дальнейшему распространения огня на соседние транспортные средства (Рисунок 3.6).

Рисунок 3.6 - Локализация очага пожара базальтовой сеткой (горение литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650)

Одной из проблем является разработка средства тушения, способного в течение продолжительного времени выдерживать высокую температуру. Таким средством тушения является устройство с огнетушащим элементом на основе базальтовой сетки с определенным размером ячеек [61]. Был проведен эксперимент по определению применимости таких сеток для тушения пожаров на закрытых автостоянках. Для эксперимента изготавливали образцы базальтовой ткани квадратной формы размером 250 х 250 мм с размером ячеек, соответствующим расчетному диаметру огнегасящего канала для бензина АИ-92 (1,37 мм). Для сохранения формы при тушении образец закрепляли в жесткий держатель. В качестве горючей нагрузки использовали очаги двух классов: класса А - образцы материалов, характерных для автомобилей (резина поролон, пластмасса), инициатором горения служил бензин АИ-92; класса В -металлическая емкость диаметром 70 мм, в которую заливали бензин АИ-92.

В ходе эксперимента по тушению очага класса А бензин наносили на образец материала, поджигали и выдерживали не менее 1 минуты свободного развития горения, после чего очаг накрывали образцом базальтовой ткани, закрепленным в держателе.

Для очага класса В поджигали бензин в емкости, тушение осуществляли после вскипания горючей жидкости.

Рисунок 3.7 - Применение сетчатого ограждения для тушения материалов

автомобиля

Результаты экспериментов показали следующее:

- накрывание очага класса А базальтовой сеткой приводит к локализации горения с последующим его затуханием при незначительном выделении дыма; при тушении резины в отдельных случаях наблюдалось повторное возгорание очага после прекращения воздействия сетки на очаг;

- накрывание очага класса В приводит к тушению пламени без повторного воспламенения.

На основе результатов экспериментов разработано и запатентовано средство тушения пожара на автостоянках закрытого типа на основе базальтового волокна [83]. Базальтовые волокна производятся путем термической обработки базальтовой породы, включающей ее плавление и последующее растяжение. Полученные волокна собираются и соединяются в ткань. Базальтовая ткань отличается высокими термическими свойствами, огнестойкостью и высокой термостойкостью. Предложенное средство тушения представляет собой сетку из базальтовой ткани, в которой имеются отверстия, выполненные с учетом

критического диаметра канала пламегасящего элемента для горючей смеси. Основной отличительной особенностью указанной базальтовой сетки является способность продолжительное время выдерживать высокую температуру. Огнетушащий эффект обусловлен гашением пламени в узких каналах, таким образом, устранена необходимость плотного прижатия сетки к поверхности расположения очага пожара при тушении.

Предлагается установить сетки над машиноместами, с установкой датчиков на них, в случае пожара сетка падает на очаг, накрывает его тем самым предотвращая распространение пожара на соседние транспортные средства «Средства тушения пожара на автостоянках закрытого типа на основе базальтового полотна» [83].

I 9

1 - магнитные держатели; 2 - цепь питания электромагнитов; 3 - базальтовая сетка; 4 - датчик пламени; 5 - автомобиль; 6 - петли прижимной пластины; 7 -электромагнит; 8 - прокладка; 9 - прижимная пластина, ИП - источник питания Рисунок 3.8 - Средство тушения на основе базальтовой сетки

Была экспериментально исследована возможность совместной работы базальтовой сетки и водяной системы автоматического пожаротушения на закрытых автостоянках. Для эксперимента использовали образец базальтовой ткани, закрепленный в держателе, образец комплексной горючей нагрузки автомобиля, включающий в себя резину, поролон и бензин АИ-92, а также модель оросителя автоматической установки водяного пожаротушения.

В ходе эксперимента поджигали образец горючей нагрузки, выжидали 1 мин свободного горения, затем осуществляли тушение водой, располагая при этом ороситель над базальтовой сеткой для проверки огнетушащего эффекта воды при прохождении сквозь её ячейки (Рисунок 3.9).

Рисунок 3.9 - Моделирование работы системы водяного пожаротушения при

подаче воды сквозь базальтовую сетку

В результате экспериментов было установлено, что базальтовая сетка, располагаясь между оросителем и очагом пожара, не препятствует его успешному тушению. Также была экспериментально определена возможность тушения базальтовой сеткой очага пожара, включающего в себя литий-ионные аккумуляторы.

Рисунок 3.10 - Локализация пожара базальтовой сеткой

В качестве такого очага использовали аккумулятор типоразмера 18650, для инициации воспламенения которого применяли бензин АИ-92 и смесь термопластичных полимеров. С помощью указанных инициаторов горения добивались воспламенения аккумулятора, затем накрывали очаг пожара базальтовой сеткой. В результате эксперимента тушения очага с помощью базальтовой сетки добиться не удалось. Однако накрывание ею горящего литий-ионного аккумулятора позволяет локализовать пожар и предотвратить его распространение за пределы пространства, ограниченного сеткой (Рисунок 3.10).

Таким образом, результаты эксперимента дают основания для использования средства противопожарной защиты на основе базальтовой сетки на автостоянках с размещением электромобилей с целью локализации возможного пожара.

С учетом полученных данных было проведено моделирование пожара электромобиля на закрытой автостоянке, оборудованной полотнами из базальтовой ткани, с помощью программного комплекса Pyrosim. Модель автостоянки была оборудована полотнами и перегородками из базальтовой ткани, расположенными над и вокруг горящего транспортного средства. Для рассматриваемой автостоянки были заданы нормативные параметры для элементов системы противопожарной защиты. При помощи программ FireRisk и Pathfinder был рассчитан индивидуальный пожарный риск и построены графики развития опасных факторов пожара у эвакуационных выходов (Рисунки 3.11 -3.15).

Рисунок 3.11 - Изменение температуры у эвакуационного выхода 1

Рисунок 3.12- Изменение концентрации кислорода у эвакуационных

выходов 1 и 2

Рисунок 3.13- Изменение концентрации СО у эвакуационных выходов 1 и 2

Рисунок 3.14 - Изменение концентрации СО2 у эвакуационных выходов 1 и 2

Рисунок 3.15 - Изменение дальности видимости у эвакуационных выходов

1 и 2

На основании проведенных экспериментов по оценке огнетушащего эффекта базальтовых сеток определен коэффициент эффективного срабатывания (выполнения задачи) технического средства, равный 0,67. Этот коэффициент был учтен при расчете пожарного риска для автостоянки закрытого типа, с техническим обслуживанием и ремонтом определяемого по приказу МЧС России от 10.07.2009 № 404 «Об утверждении методики определения расчётных величин пожарного риска на производственных объектах» в формуле определения вероятности D эффективной работы технических средств по обеспечению пожарной безопасности 1-го помещения при реализации j-го сценария пожара. С учетом предложенного коэффициента формула имеет вид:

К

= 1 - П (1 - 0,67) к - 1

где К - число технических средств противопожарной защиты; 0,67 -коэффициент эффективного срабатывания (выполнения задачи) к-го технического средства при ]-ом сценарии пожара для ьго помещения здания.