Поширення вогнегасних аерозолів в обʼємі
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2026-300-2-75-81Ключові слова:
обʼємне гасіння, вогнегасні аерозолі, діоксид вуглецю, замкнені приміщенняАнотація
У статті досліджено особливості поширення аерозольних вогнегасних речовин у замкнених приміщеннях зі складною об’ємно-планувальною структурою. Розглянуто вплив геометрії приміщень, наявності перегородок, меблів, дверних прорізів і вентиляційних каналів на формування концентраційних полів діоксиду вуглецю та вогнегасних аерозолів. Проаналізовано відмінності механізмів переносу газо-твердофазних аерозольних систем, зокрема роль конвективного переносу, турбулентного перемішування та дифузійних процесів у формуванні зон ефективного та неефективного пожежогасіння. Показано, що для аерозольних агентів визначальним чинником є гравітаційне осадження частинок, яке зумовлює просторову нерівномірність концентрації та обмежує тривалість ефективної фази гасіння. Окрему увагу приділено аналізу витоків вогнегасних агентів через дверні прорізи й вентиляційні шахти та їх впливу на зниження ефективності систем об’ємного пожежогасіння. Встановлено, що ефективність об’ємного аерозольного пожежогасіння як правило визначається рівномірністю розподілу вогнегасної речовини в приміщенні, швидкістю досягнення розрахункової концентрації та здатністю аерозолю проникати у важкодоступні зони. При цьому на характер поширення аерозолю істотно впливають розмір і форма частинок, початкова швидкість викиду, розташування джерела подачі, а також наявність перешкод і внутрішніх перегородок. При розгляді механізму поширення вогнегасного аерозолю за меблями, було виявлено, що меблі та технологічне обладнання створюють так звану аеродинамічну тінь, у межах якої інтенсивність конвективного переносу зменшується і як наслідок вогнегасна концентрація знижується, що приводить до збільшення часу гасіння. Як наслідок, за масивними меблями можуть формуватися локальні зони з концентрацією аерозолю нижчою за вогнегасну, що призводить до зниження локальної ефективності пожежогасіння.
Обґрунтовано доцільність застосування чисельного моделювання для прогнозування поведінки вогнегасних агентів у реальних умовах експлуатації, оптимізації розміщення джерел подачі та підвищення ефективності автоматичних систем газового й аерозольного пожежогасіння в приміщеннях зі складною конфігурацією.
Посилання
1. Chow, W. K. Дослідження пожеж у закритих камерах. Журнал пожежних наук. 1995. Т. 13, № 2. С. 89–103. DOI: 10.1177/073490419501300201
2. ДСТУ EN 15276-1:2021. Стаціонарні системи пожежогасіння. Системи аерозольного пожежогасіння. Частина 1. Вимоги до компонентів і методи їх випробування (EN 15276-1:2019, IDT). Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2021. URL: https://online.budstandart.com/ua/ catalog/doc-page.htmlid_doc=95761
3. Zhou, J., Chan, N. K. Чисельне дослідження розподілу концентрації СО₂ в квартирі. Внутрішнє та антропогенне середовище. 2010. Т. 20, № 1. С. 91–100. DOI: 10.1177/1420326X10390670
4. McGrattan, K., Bilson, M. Моделювання поздовжньої вентиляції в тунелях за допомогою симулятора пожежної динаміки. Журнал пожежної безпеки. 2023. Т. 141. Стаття 103982. ISSN 0379-7112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2023.103982
5. Su, Z., Li, Y., Luo, R., Zhong, H., Li, J., Geng, Z., Guo, Z. Механізм розливу шлейфів із кількох отворів на розподіл температури стелі під час пожеж у тунелях метро на основі принципу суперпозиції. Тунелювання та підземна космічна технологія. 2025. Т. 158. Стаття 106412. ISSN 0886-7798. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tust.2025.106412
6. Li, H., Zhang, G., Jia, B., Zhu, G., Guo, D., Zhang, P. Експериментальне дослідження вогнегасних характеристик рідкого азоту в підземному довгому та вузькому просторі. Тунелювання та підземні космічні технології. 2021. Т. 114. Стаття 104009. ISSN 0886-7798. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104009
7. Лі, К., Лю, К., Лу, К., Тан, Л., Ву, Д., Хуан, X. Вплив прямокутних перешкод на характеристики потоку ультрадисперсного сухого порошкового вогнегасного агента в замкнутих просторах. Пожежна. 2025. Т. 8, № 6. С. 236. DOI: https://doi.org/10.3390/fire8060236
8. Du, X., Wang, T., Zhao, J., Yu, Z., Zhang, H. Дослідження ефективності змішування ультратонких сухих порошкових вогнегасних агентів у різних зонах рециркуляції перешкод гондол літаків. Безпека процесу та захист навколишнього середовища. 2026. Т. 206. Стаття 108344. ISSN 0957-5820. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2025.108344
9. Hu, X., Kraayeveld, A. Експериментальне та чисельне дослідження вогнегасної ефективності інертних газів у негерметичному корпусі. Енергії. 2022. Т. 15, № 12. Стаття 4323. DOI: https://doi.org/10.3390/en15124323
10. Баланюк, В. М., Козяр, Н. М., Гарасим’юк, О. І. Використання газоаерозольних порошкових вогнегасних сумішей для захисту запалювальних сумішей. Science Rise. 2016. DOI: 10.15587/2313-8416.2016.69333
11. Fan, W. P., Gao, Y., Zhang, Y. M., Chou, C. L., Chow, W. K. Експериментальні дослідження та моделювання швидкості полум’я при турбулентній дефлаграції у відкритій трубі. Безпека процесу та захист навколишнього середовища. 2019. Т. 129. С. 291–307. ISSN 0957-5820. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.07.013
12. Zhang, X., Ismail, M. H., Ahmadun, F., Abdullah, N., He, K. Гарячі аерозольні вогнегасні речовини та пов’язані технології: огляд. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2015.
13. Hu, X., Kraayeveld, A. Експериментальне та чисельне дослідження вогнегасної ефективності інертних газів у негерметичному корпусі. Енергії. 2022. Т. 15, № 12. Стаття 4323. DOI: https://doi.org/10.3390/en15124323
14. Zhang, W.-B., Yin, Q., Liu, M.-R., Li, C.-Q., Wang, Z.-C., Hu, Z.-M. Дослідження ефективності випаровування та раптового охолодження гептафторпропану в збірних пристроях пожежогасіння на основі чисельного методу. Пожежна. 2025. Т. 8, № 4. Стаття 124. DOI: https://doi.org/10.3390/fire8040124
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
