Огнестойкость композитного полотна трансформируемой противопожарной шторы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-29-00618

НазваниеОгнестойкость композитного полотна трансформируемой противопожарной шторы

Руководитель Гравит Марина Викторовна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" , г Санкт-Петербург

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций

Ключевые слова Пожарная безопасность, трансформируемые противопожарные преграды, противопожарные шторы, огнестойкость, предел огнестойкости, кремнеземное волокно, интумесцентные системы, многослойное полотно

Код ГРНТИ81.92.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
ПРОЕКТ НАПРАВЛЕН НА РЕШЕНИЕ СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПРОБЛЕМ: - получении новых теоретических и экспериментальных знаний о взаимосвязи между параметрами огнестойкости, инженерными решениями и физическими характеристиками материалов в составе противопожарных преград; - выявление закономерностей процессов теплопереноса в слоях пакетов трансформируемых противопожарных преград с учетом отсутствия орошения водой; - получение новых экспериментальных данных по огнестойкости трансформируемых противопожарных преград на основе различных композиций материалов; использование цифровых двойников моделей трансформируемой преграды для теоретической оценки и прогнозирования прогрева пакета трансформируемых противопожарных преград; - исследование влияния трансформируемой противопожарной преграды на распространение опасных факторов пожара на примере общественного здания; - оценка оптимальности выбора материалов для производства трансформируемой противопожарной преграды; - разработка рекомендаций по проектированию трансформируемых противопожарных преград; - разработка новой конструкции трансформируемой противопожарной преграды с пределом огнестойкости EI 60 без орошения водой. Научные проблемы в своем единстве являются значимыми для выбранного приоритетами научно-технологического развития: подпункт «а» пункта 20 Стратегии научно-технологического развития РФ «Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта». АКТУАЛЬНОСТЬ НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ Особую важность в обеспечении пожарной безопасности зданий имеет аспект обеспечения защиты проемов зданий от распространения опасных факторов пожара. Наиболее широкое применение получили трансформируемые противопожарные преграды в виде занавес (штор), характерной конструктивной особенностью которых является исполнение ограждающей части (рабочего полотна) в виде эластичного полотна из термостойких материалов с теплоизоляционной способностью. Такие заполнения проемов исполняются со значительной вариативностью от E 30 до EI 90 (и более), однако контрольные испытания образцов показали, что испытанные трансформируемые противопожарные преграды не подтверждают заявленный предел огнестойкости. Применение занавес в России ограничено в связи с их недостаточной эффективностью, обусловленной: высокой стоимостью, теплоотводом при помощи орошения водой рабочего полотна преграды, разрушающим воздействием воды на конструкции, отделку и содержимое здания. Актуальным является получение трансформируемых противопожарных преград с высокими пределами огнестойкости (не менее EI 60) без орошения и проведение исследований теплопереноса в слоях пакетов трансформируемых противопожарных преград для разработки системного подхода в обеспечении безопасности объектов защиты. Задача в создании трансформируемой противопожарной преграды с пределом огнестойкости не менее EI 60, свободной от вышеперечисленных способов обеспечения предела огнестойкости не решена. НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследования заключается в: - определении теплофизических характеристик трансформируемых противопожарных преград с различными комбинациями используемых материалов при воздействии теплового потока стандартного температурного режима; - установлении закономерностей процессов теплопереноса в слоях пакетов трансформируемых противопожарных преград с различными комбинациями используемых материалов; - определении огнестойкости трансформируемых противопожарных преград на основе перспективных материалов с учетом отсутствия орошения водой; - разработке нового инженерного решения трансформируемой противопожарной шторы с пределом огнестойкости EI 60 без орошения водой.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Гравит М.В., Шабунина Д.Е., Недрышкин О.В. The Fire Resistance of Transformable Barriers: Influence of the Large-Scale Factor Fire, Gravit, M.; Shabunina, D.; Nedryshkin, O. The Fire Resistance of Transformable Barriers: Influence of the Large-Scale Factor. Fire 2023, 6, 294. https://doi.org/10.3390/ fire6080294 (год публикации - 2023)

2. Гравит М.В., Шабунина Д.Е., Стратий П.В., Котлярская И.Л., Сычев М.М. The Effects of the Large-Scale Factor on the Integrity Parameters of Monolithic Fire-Resistant Glass Fire, Gravit, M.; Shabunina, D.; Stratiy, P.; Kotlyarskaya, I.L.; Sychov, M. The Effects of the Large-Scale Factor on the Integrity Parameters of Monolithic Fire-Resistant Glass. Fire 2023, 6, 114. https://doi.org/ 10.3390/fire6030114 (год публикации - 2023)

3. Гравит М.В., Кирик Е.С., Шабунина Д.Е., Каримова Е.И., Хлебникова К.А. Wood-Frame Hotel Building: Fire Curtains and Evacuation Analysis Construction of Unique Buildings and Structures, Gravit, M.; Kirik, E.; Shabunina, D.; Karimova, E.; Khlebnikova, K. Wood-Frame Hotel Building: Fire Curtains and Evacuation Analysis; 2023; Construction of Unique Buildings and Structures; 108 Article No 10804. doi: 10.4123/CUBS.108.4 (год публикации - 2023)

4. Недрышкин О.В., Черкашин А.В., Шабунина Д.Е., Гравит М.В. Методология проведения испытаний противопожарных штор на огнестойкость СТАНДАРТЫ И КАЧЕСТВО, О.В. Недрышкин, А.В. Черкашин, Д.Е. Шабунина, М.В. Гравит., Методология проведения испытаний противопожарных штор на огнестойкость, Стандарты и качество №4 (1030), 2023. (год публикации - 2023)

5. Гравит М.В., Недрышкин О.В., Шабунина Д.Е., Щеглов Н.Е., Шинкарева М.К. Fire curtains: models of heat transfer in composite materials Construction of Unique Buildings and Structures, Gravit, M.; Nedryshkin, O.; Shabunina, D.; Shcheglov, N.; Shinkareva, M. Fire curtains: models of heat transfer in composite materials; 2023; Construction of Unique Buildings and Structures; 109 Article No 10908. doi: 10.4123/CUBS.109.8 (год публикации - 2023)
10.4123/CUBS.109.8

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В результате исследований с использованием математического моделирования определены теплофизические характеристики трансформируемых противопожарных штор при воздействии стандартного температурного режима. Определена огнестойкость трансформируемой противопожарной шторы на основе перспективных материалов без орошения водой; достигнуты результаты E60, EI30 , EI 15 (для крупномасшатбных испытаний), ЕI60 (для опытных образцов на маломасштабной печи). При использовании противопожарной шторы, на основании того, что максимальное время эвакуации не превышает 10 минут, сделан вывод о нецелесообразности использования противопожарной шторы с характеристиками выше EI15. Выявлено, что решения по проектированию в здании 3-х этажного торгового центра противопожарной шторы EI60, как способа защиты людей, являются завышенным и не обоснованным с точки зрения обеспечения безопасных условий эвакуации в образованных объемах пожарных отсеков после опускания шторы. Показано, что применение компьютерного моделирования развития пожара и эвакуации позволяет проверять эффективность принимаемых решений объекта и является необходимым для подтверждения соответствия требованиям 123-ФЗ "Технического регламента о требованиях пожарной безопасности"в части обеспечения безопасных условий эвакуации. Установлено, что методы для исследований огнестойкости противопожарных штор базируются на методах для испытаниях для противопожарных ворот, что не правомерно и не позволяет достигнуть корректных результатов. Требуется разработка самостоятельного нормативного документа с методологией испытаний на огнестойкость противопожарных штор, за основу которых возможно принять аналогичные европейские (немецкие) документы, в которых термопары не прикладываются непосредственно к необогреваемой поверхности, а температура измеряется на расстоянии, согласно рассчитанной пожарной нагрузки в здании.

Публикации

1. Гравит М.В., Котлярская И.Л., Абдулова Д.И. Non-combustible composite materials for fire curtains: thermal analysis and microscopy Magazine of Civil Engineering, Gravit, M.V., Kotlyarskaya, I.L., Abdulova, D.I. Non-combustible composite materials for fire curtains: thermal analysis and microscopy. Magazine of Civil Engineering. 2024. 17(3). Article no. 12705. DOI: 10.34910/MCE.127.5 (год публикации - 2024)
10.34910/MCE.127.5

2. Гравит М., Прусаков В., Щеглов Н., Котлярская И. Fire Protection of Steel Structures of Oil and Gas Facilities: Multilayer, Removable, Non-Combustible Covers Fire, Gravit, M., Prusakov, V., Shcheglov, N., & Kotlyarskaya, I. (2024). Fire Protection of Steel Structures of Oil and Gas Facilities: Multilayer, Removable, Non-Combustible Covers. Fire, 7(3), 86. https://doi.org/10.3390/fire7030086 (год публикации - 2024)
10.3390/fire7030086

3. Гравит М., Дмитриев И., Щеглов Н., Радаев А. Oil and Gas Structures: Forecasting the Fire Resistance of Steel Structures with Fire Protection under Hydrocarbon Fire Conditions Fire, Gravit, M.; Dmitriev, I.; Shcheglov, N.; Radaev, A. Oil and Gas Structures: Forecasting the Fire Resistance of Steel Structures with Fire Protection under Hydrocarbon Fire Conditions. Fire 2024, 7, 173. https://doi.org/10.3390/fire7060173 (год публикации - 2024)
10.3390/fire7060173

4. Гравит М.В., Шабунина Д.Е., Котлярская И.Л., Недрышкин О.В., Черкашин А.В. Трансформируемые противопожарные преграды для заполнения проемов (обзор) Жилищное строительство, Гравит М.В., Шабунина Д.Е., Котлярская И.Л., Недрышкин О.В., Черкашин А.В. Трансформируемые противопожарные преграды для заполнения проемов (обзор) // Жилищное строительство. 2024. № 4. С. 31–41. DOI:https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-4-31-41 (год публикации - 2024)
10.31659/0044-4472-2024-4-31-41

5. Гравит М.В., Кирик Е.С., Козупица И.С., Солнцева Я.Ю. Fire safety in malls: Curtains for fire hazards localization and safe evacuation Construction of Unique Buildings and Structures, Gravit, M.; Kirik, E.; Kozupitsa, I.; Solntseva, Y. Fire safety in malls: Curtains for fire hazards localization and safe evacuation; 2024; Construction of Unique Buildings and Structures; 112 Article No 11203. doi: 10.4123/CUBS.112.3 (год публикации - 2024)
10.4123/CUBS.112.3

Возможность практического использования результатов
Возможность практического использования результатов проекта представляется в применении разработанных методов расчета и применяемых материалов в противопожарной защите литий-ионных аккумуляторов как кожухов, чехлов, одеял и гибких рулонных ограждающих конструкций.