Development of a fire-proof coating containing silica for polystyrene

 

Nataliia Lysak

National University of Civil Defenсe of Ukraine

https://orcid.org/0000-0001-5338-4704

 

Olga Skorodumova

National University of Civil Defenсe of Ukraine

https://orcid.org/0000-0002-8962-0155

 

Andrey Chernukha

National University of Civil Defenсe of Ukraine

https://orcid.org/0000-0002-0365-3205

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-10

 

Keywords: liquid glass, silica-containing coatings, fire protection of building materials, extruded polystyrene foam

 

Аnnotation

 

The possibility of applying a silica-containing coating to the surface of XPS extruded polystyrene foam, which is characterized by a high degree of flammability, was evaluated. The effect of the content and concentration (11, 22, 44 and 85 %) of orthophosphate acid on the optical properties of silicic acid sols obtained by the exchange reaction between aqueous solutions of liquid glass and acetic acid was studied. The fact of incorporation of orthophosphate acid into the gel structure was confirmed by the results of acid-base titration with a sodium hydroxide solution of the intermicellar liquid isolated as a result of gel syneresis. Using an optical microscope, the structure of the polystyrene film coating after treatment with orthophosphate and sulfuric acid solutions was investigated. In both cases, the effect of an increase in the pore area and a general increase in the looseness of the surface was noted, which can help reduce its hydrophobicity and improve adhesion to the coating. The increase in hydrophilicity of the surfaces of polystyrene films after treatment with acids was also confirmed by the flatter, non-spherical shape of the drops of the composition on them. The structure of the obtained coatings on polystyrene films was analyzed. The similarity of the directions of the cracks in the case of treatment of the films with solutions of both acids was noted, and an assumption was made about the presence of uniform deformation stresses during gel shrinkage. A microscopic study of coatings on the surface of extruded polystyrene foam was conducted, and a positive effect of orthophosphate acid on the density of their structure was established. It was determined that the optimal solution for obtaining a uniform coating is the modification of the sol with the help of a 22 % solution of orthophosphate acid. Schemes of the interaction of the silica coating and the polystyrene base in cases of electrostatic interaction and in the case of the formation of covalent bonds between the coating and the polystyrene surface are proposed.

 

References

 

  1. Zhu, Z., Xu, Y., Wang, L., Xu, S., Wang, Y. (2017). Highly Flame Retardant Expanded Polystyrene Foams from Phosphorus–Nitrogen–Silicon Synergistic Adhesives. Industrial & Engineering Chemistry Research, 56(16), 4649–4658. doi: 10.1021/acs.iecr.6b05065
  2. Zhao, W., Zhao, H., Cheng, J., Li, W., Zhang, J., Wang, Y. (2022). A green, durable and effective flame-retardant coating for expandable polystyrene foams. Chemical Engineering Journal, 440, 135807. doi: 10.1016/j.cej.2022.135807
  3. Li, M., Yan, Y., Zhao, H., Jian, R., Wang, Y. (2020). A facile and efficient flame-retardant and smoke-suppressant resin coating for expanded polystyrene foams. Composites Part B: Engineering, 185, 107797. doi: 10.1016/j.compositesb.2020.107797
  4. De Azevedo, A. R. G., França, B. R., Alexandre, J., Marvila, M. T., Zanelato, E. B., De Castro Xavier, G. (2018). Influence of sintering temperature of a ceramic substrate in mortar adhesion for civil construction. Journal of Building Engineering, 19, 342–348. doi: 10.1016/j.jobe.2018.05.026
  5. Greluk, M., Hubicki, Z. (2013). Evaluation of polystyrene anion exchange resin for removal of reactive dyes from aqueous solutions. Chemical Engineering Research and Design, 91(7), 1343–1351. doi: 10.1016/j.cherd.2013.01.019
  6. Zhang, Q., Zhang, Z., Teng, J., Huang, H., Peng, Q., Jiao, T., Hou, L., Li, B. (2015). Highly efficient phosphate sequestration in aqueous solutions using nanomagnesium hydroxide modified polystyrene materials. Industrial & Engineering Chemistry Research, 54(11), 2940–2949. doi: doi.org/10.1021/ie503943z
  7. Du, C., Jia, J., Liao, X., Zhou, L., Hu, Z., Pan, B. (2020b). Phosphate removal by polystyrene anion exchanger (PsAX)-supporting Fe-loaded nanocomposites: Effects of PsAX functional groups and ferric (hydr)oxide crystallinity. Chemical Engineering Journal, 387, 124193. doi: 10.1016/j.cej.2020.124193
  8. Wang, S., Zhang, M., Wang, D., Zhang, W., Liu, S. (2011). Synthesis of hollow mesoporous silica microspheres through surface sol–gel process on polystyrene-co-poly(4-vinylpyridine) core–shell microspheres. Microporous and Mesoporous Materials, 139(1–3), 1–7. doi: 1016/j.micromeso.2010.10.002
  9. Zou, H., Wu, S., Ran, Q., Shen, J. (2008). A simple and Low-Cost method for the preparation of monodisperse hollow silica spheres. Journal of Physical Chemistry C, 112(31), 11623–11629. doi: 10.1021/jp800557k
  10. Mielczarski, J., Jeyachandran, Y., Mielczarski, E., Rai, B. (2011). Modification of polystyrene surface in aqueous solutions. Journal of Colloid and Interface Science, 362(2), 532–539. doi: 10.1016/j.jcis.2011.05.068
  11. Skorodumova, О., Tarakhno, O., Chebotaryova, O., Hapon, Y., Emen, F. (2020). Formation of fire retardant properties in elastic silica coatings for textile materials. Materials Science Forum, 1006, 25–31. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.1006.25
  12. Cox, R. A. (1999). Styrene hydration and stilbene isomerization in strong acid media. An excess acidity analysis. Canadian Journal of Chemistry, 77(5–6), 709–718. doi: 10.1139/v99-028
  13. Bryukhanov, A. L., Vlasov, D. Y., Maiorova, M. A., Tsarovtseva, I. M. (2021). The role of microorganisms in the destruction of concrete and reinforced concrete structures. Power Technology and Engineering, 54(5), 609–614. doi: 10.1007/s10749-020-01260-5
  14. Davarnejad, R. (2021). Alkenes – Recent advances, new perspectives and applications. IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.94671

 

Моделювання траєкторії доставки вогнегасного контейнера до верхніх поверхів будівель

 

Калиновський Андрій Якович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1021-5799

 

Куценко Леонід Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-1554-8848

 

Поліванов Олександр Геннадійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6396-1680

 

Кривошей Борис Іванович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2561-5568

 

Савченко Олександр Віталійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1305-7415

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-9

 

Ключові слова: контейнер, вогнегасна речовина, імпульсний вогнегасник, точка перетину траєкторій, мінімальна стартова швидкість

 

Анотація

 

Розроблено спосіб моделювання траєкторії доставки контейнера з вогнегасною речовиною до вікон верхніх поверхів будівель, де виникла пожежа. У якості стартового засобу застосовується імпульсний вогнегасник Тайфун-10, який використовується як пневматична гармата. Це дозволяє доставляти до осередку пожежі вогнегасні речовини дискретно, поміщені у спеціальний контейнер. Для визначення раціональної траєкторії доставки контейнера до верхніх поверхів будівлі було залучено відомі з механіки диференціальні рівняння та їх розв’язки. Ці співвідношення пов’язують між собою параметри, характерні для точок шуканої траєкторії. Доповненням до цих результатів стануть знайдені в роботі залежності для опису навісної та настільної траєкторій, що перетинаються в точці палаючого вікна будівлі. А також визначені значення мінімальної стартової швидкості для доставки контейнера в заздалегідь задане вікно будівлі необхідного поверху. При цьому вважається, що для розрахунків відома висота розташування палаючого вікна (від фундаменту будівлі), а також відома відстань від імпульсного вогнегасника до стіни будівлі. Складено maple-програму для перевірки одержаних залежностей шляхом побудови траєкторій доставки засобами комп’ютерної графіки. Результати представлені у вигляді таблиці, де початкові швидкості та кути вильоту контейнера поставлені у залежність від номеру поверху будівлі. Проведені дослідження спрямовані на розвиток тактики гасіння пожеж у багатоповерхових будинках способом метання (або закидання, using Fire extinguisher Ball). Цій технології притаманна оперативність ліквідації пожежі пожежно-рятувальними підрозділами, незалежно від стану під’їзних шляхів до будівлі, а також від існування різноманітних перепон безпосередньо на подвір’ї перед будинком. Все це дозволить запобігти поширенню пожежі завдяки її оперативній локалізації та ліквідації.

 

Посилання

 

  1. 073: Fire Extinguisher Ball, just throw it in the fire! How to make it. URL: https://www.hamido.at/fire-ball/
  2. Mizrahi J. Minimum velocity of a projectile in parabolic motion to pass above a fence. Making Physics Clear. URL: https://makingphysicsclear.com/minimum-velocity-of-a-projectile-in-parabolic-motion-to-pass-above-a-fence/
  3. Mizrahi J. Ballistic motion – Maximum horizontal reach when firing from a height. Making Physics Clear. URL: https://makingphysicsclear.com/ballistic-motion-maximum-horizontal-reach-when-firing-from-a-height/
  4. Mizrahi J. Ballistic problem – Maximum horizontal reach when firing toward a high place. Making Physics Clear. URL: https://makingphysicsclear.com/ballistic-problem-maximum-horizontal-reach-when-firing-toward-a-high-place/
  5. Kamaldheeriya Maths easy. Derivation of Minimum Velocity and Angle to Hit a given point Projectile Motion #kamaldheeriya. 2020. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=yR5C0XA8iI0
  6. Miranda E. N., Nikolskaya S., Riba R. Minimum and terminal velocities in projectile motion. Revista Brasileira de Ensino de Física. 2004. Vol. 26. № 2. P. 125–127. doi: 10.1590/S0102-47442004000200007
  7. Calculating minimum velocity of the projectile needed to hit target in parabolic arc. Game Development Stack Exchange. URL: https://gamedev.stackexchange.com/
    questions/17467/calculating-minimum-velocity-of-the-projectile-needed-to-hit-target-in-parabolic
  8. At which point of the trajectory does projectile have minimum velocity. Doubtnut. URL: https://www.doubtnut.com/question-answer-physics/at-which-point-of-the-trajectory-does-projectile-have-minimum-velocity-643043562
  9. 9. Projectile motion – trajectory equation, definition and formulas. Engineering applications. URL: https://www.hkdivedi.com/2020/01/projectile-motion-trajectory-equation.html
  10. Projectile Motion. Engineering Fundamentals. URL: https://www.maplesoft.com/content/EngineeringFundamentals/1/MapleDocument_1/Projectile%20Motion.pdf
  11. Калиновський А. Я., Поліванов О. Г. Спосіб складання таблиці кутів доставки вогнегасних речовин до багатоповерхової будівлі. The 5th International scientific and practical conference «European scientific congress» Barca Academy Publishing, Madrid, Spain. 2023. P. 54–60. URL: https://sci-conf.com.ua/vii-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-european-scientific-congress-7-9-08-2023-madrid-ispaniya-arhiv/
  12. Калиновський А. Я., Поліванов О. Г. Про мінімальну початкову швидкість тіла, випущеного під кутом до горизонту. The. 9th International scientific and practical conference «Scientific research in the modern world» Perfect Publishing, Toronto, Canada. 2023. P. 155–160. URL: https://sci-conf.com.ua/xi-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-scientific-research-in-the-modern-world-24-26-08-2023-toronto-kanada-arhiv/
  13. Калиновський А. Я., Поліванов О. Г. Розробка способу розрахунку параметрів доставки контейнера-вогнегасника до вікон висотних будинків. The 7th International scientific and practical conference «Innovations and prospects in modern science» SSPG Publish, Stockholm, Sweden. 2023. P. 68–76. URL: https://sciconf.com.ua/ix-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-innovations-and-prospects-in-modern-science-28-30-08-2023-stokgolm-shvetsiya-arhiv/

 

Співвідношення властивостей у гомологічних рядах вуглеводнів

 

Трегубов Дмитро Георгійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1821-822X

 

Трефілова Лариса Миколаївна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-9061-4206

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5449-3512

 

Соколов Дмитро Львович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-7772-6577

 

Трегубова Флора Дмитрівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-2497-7396

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-7

 

Ключові слова: вуглеводні, густина, в’язкість, поверхневий натяг, водорозчинність, характерні температури, кластер, пожежна небезпека

 

Анотація

 

Досліджено кореляції між властивостями горючих речовин у гомологічних рядах н-алканів та н-спиртів довжиною nС=1–20 для визначення способів підвищення збіжності методик оцінки параметрів пожежної небезпеки. Проведено добір параметрів речовини, які можуть бути моделюючими; до них віднесено довжину кластеру. Звернуто увагу, що наразі властивості речовин прогнозують за грубозернистою моделлю молекул, яка має дискретність, не описує короткі молекули, потребує індивідуального підходу. Виділено 6 послідовних рівнів властивостей речовини, які створюють ланцюг формування певних параметрів пожежної небезпеки. Показано, що є «арифметичні» параметри речовини, які напряму залежать від кількості певних атомів. Серед них «довжина» краще відбиває ізомерні, конформні, кластерні відмінності, з якими пов’язані аномалії параметрів вуглеводнів. Залежності класифіковано на «лінійного» та «експоненційного» типу. Лінійний опис теплоти випаровування від nС окремо н-алканів та н-спиртів дає R=0,999. Експоненційна апроксимація температур кипіння tкип та спалаху tсп н-алканів за частками зміни nС має R=0,999. Показано наявність кореляції між tсп та tкип, але з системною відмінністю, що свідчить про не повну подібність кластерного складу за цих температур; між tсп та tпл – менша кореляція, але її наявність свідчить про часткову подібність кластерного складу. Створено універсальну формулу для прогнозування теплоти випаровування вуглеводнів 10 гомологічних класів, яка має R=0,996. Опис пульсацій зміни tпл вуглеводнів здійснено на підставі зміни принципів організації кластерів у гомологічному ряду з врахуванням їх довжини та молярної маси, що дає R=0,9997. За аналогічними принципами розроблено формулу для опису розчинності у воді вуглеводнів, яка працює з задовільною точністю. Дослідження показало, що довжина кластеру є визначальним показником, за яким модулюються властивості речовини.

 

Посилання

 

  1. 1. Rowley J. Flammability Limits, Flash Points, and Their Consanguinity: Critical Analysis, Experimental Exploration, and Prediction: A dissertation for the degree of Doctor of Philosophy / Brigham Young University. Provo, 2010. 252 р. URL: http://hdl.lib.byu.edu/1877/etd3661
  2. Пожежовибухонебезпечність речовин і матеріалів. Номенклатура показників і методи їхнього визначення: ДСТУ 8829:2019. [Чинний з 01.01.2020]. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2020. 75 с. URL: https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/dstu_8828_2019.pdf
  3. Search for species data by chemical name. NIST Chemistry WebBook. U.S. Department of Commerce. doi: 10.18434/T4D303
  4. Quickly find chemical information from authoritative sources. Pubchem. U.S. National Library of Medicine. URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
  5. Kahwaji S., White M. Organic phase change materials for thermal energy storage: Influence of Molecular Structure on Properties. Molecules. 2021. № 26. Р. 6635. doi: 10.3390/molecules26216635
  6. Doroshenko I. Yu. Spectroscopic study of cluster structure of n-hexanol trapped in an argon matrix. Low Temperature Physics. 2017. Vol. 3. № 6. P. 919–926. doi: 10.1063/1.4985983
  7. Millet D. B. et al. Sources and sinks of atmospheric formic acid. Atmos. Chem. Phys. 2015. № 15. Р. 6283–6304. doi: 10.5194/acp-15-6283-2015
  8. Boot M., Tian M., Hensen E., Mani S. Impact of fuel molecular structure on autoignition behavior: design rules for future high performance gasolines. Progress in Energy and Combustion Science. 2017. Vоl. 60. Р. 1–25. doi: 10.1016/j.pecs.2016.12.001
  9. Тарахно О. В., Трегубов Д. Г., Жернокльов К. В., Коврегін В. В. Основні положення процесу горіння. Харків: НУЦЗ України, 2020. 408 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/11382
  10. Трегубов Д. Г., Шаршанов А. Я., Соколов Д. Л., Трегубова Ф. Д. Прогнозування найменших надмолекулярних структур алканів нормальної та ізомерної будови. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 35. С. 63–75. doi: 10.52363/2524-0226-2022-35-5
  11. Трегубов Д. Г. Концентраційні характеристики виникнення горіння на підставі пероксидної теорії. Пожежна безпека. 2022. № 41. С. 110–118. doi: 10.32447/20786662.41.2022.13
  12. Трегубов Д. Г., Трефілова Л. М. Нелінійність зміни параметрів пожежної небезпеки у гомологічному ряду н-алканів. III International Scientific and Theoretical Conference «Technologies and strategies for the implementation of scientific achievements». Stockholm, Kingdom of Sweden: ICSR. 2023. Р. 40–43. doi: 10.36074/scientia-28.04.2023
  13. Weiss, C. K., Toca-Herrera J. L. Colloid Chemistry. Bingen: University of Applied Sciences, 2018. 232 р. doi: 10.3390/gels4030064
  14. Wan M., Song J., Yang Y., Gao L., Fanga W. Development of coarse-grained force field for alcohols: an efficient meta-multilinear interpolation parameterization algorithm. Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. № 23. Р. 1956–1966. doi: 10.1039/d0cp05503d
  15. Yaxin A., Karteek K. B., Sanket A. D. Development of new transferable coarse-grained models of hydrocarbons. J. Phys. Chem. 2018. Vol. 28. № 122. Р.7143–7153. doi: 10.1021/acs.jpcb.8b03822
  16. Dai L., Chakraborty S., Wu G., Ye J, La Y. H., Ramanarayan H. Molecular simulation of linear octacosane via a CG10 coarse grain scheme. Physical Chemistry Chemical Physics. 2022. № 24(9). Р. 5351–5359. doi: 10.1039/D1CP05143A
  17. Song J., Wan M., Yang Y., Gao L., Fang W. Development of accurate coarse-grained force fields for weakly polar groups by an indirect parameterization strategy. Physical Chemistry Chemical Physics. 2021. № 23(11). Р. 6763–6774. doi: 10.1039/D1CP00032B
  18. Conway O., An Y., Bejagam K. K., Deshmukh S. A. Development of transferable coarse-grained models of amino acids. Mol. Syst. Des. Eng. 2020. № 5. Р.675. doi: 10.1039/C9ME00173E
  19. Pervaje A. K., Walker Ch. C., Santiso E. E. Molecular simulation of polymers with a SAFT-γ Mie approach. Molecular Simulation. 2019. № 45(14–15). Р.1223–1241. doi: 10.1080/08927022.2019.1645331
  20. Tregubov D., Tarakhno O., Deineka V., Trehubova F. Oscillation and Stepwise of Hydrocarbon Melting Temperatures as a Marker of their Cluster Structure. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334. Р. 124–130. doi: 10.4028/p-3751s3

 

Модель випромінюючої поверхні полум’я над розливом горючої рідини в умовах вітру

 

Олійник Володимир Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5193-1775

 

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

 

DOI: http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/38/8.pdf

 

Ключові слова: розлив горючої рідини, пожежа розливу, випромінююча поверхня полум’я, тепловий потік

 

Анотація

 

Об’єктом дослідження є процес горіння рідини в розливі, а предметом дослідження – геометричні характеристики полум’я, зокрема, його довжина і кут нахилу. Визначено геометрію випромінюючої поверхні полум’я над розливом горючої рідини за умови довільної форми розливу і з урахуванням вітрового впливу на форму полум’я. Побудовано модель випромінюючої поверхні полум’я над розливом рідини довільної форми, що горить. Суть підходу полягає в тому, що довжина полум’я у заданій точці дорівнює довжині полум’я у точці кругового розливу, розташованій на тій самій відстані від межі розливу. Це дозволяє узагальнити відомі вигорання рідини. Для врахування впливу вітру на форму факела використовується емпіричні залежності на випадок розливу довільної форми. При цьому довжина полум’я є степеневою функцією відносно відстані до межі розливу і питомої масової швидкості емпірична залежність довжини і кута нахилу полум’я від швидкості вітру. Припускається, що вітер деформує полум’я таким чином, що всі точки поверхні полум’я відхиляються на однаковий кут від вертикалі. Чим меншими є розміри розливу та питома масова швидкість вигорання рідини, тим сильніше вітер відхиляє полум’я від вертикальної осі. Це пов’язано із формуванням більш потужних висхідних потоків над осередком горіння при збільшенні його розмірів і інтенсивності вигорання рідини. Побудовано модель випромінюючої поверхні факела в параметричній формі. Отримані з моделі результати добре узгоджуються з експериментальними. Відносна похибка для кута відхилення полум’я вітром від вертикальної осі не перевищує 9 %. На практиці це відкриває можливості для розрахунку теплового впливу на сусідні технологічні об’єкти, а також визначення безпечних зон для розташування особового складу та техніки, задіяних у ліквідації пожежі. Модель може бути використана для уточнення теплового впливу пожежі на сталеві і бетонні конструкції.

 

Посилання

 

  1. Huang K., Chen G., Khan F., Yang Y. Dynamic analysis for fire-induced domino effects in chemical process industries. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 148. P. 686–697. doi: 10.1016/j.psep.2021.01.042
  2. Hemmatian B., Abdolhamidzadeh B., Darbra R., Casal J. The significance of domino effect in chemical accidents. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2014. Vol. 29. P. 30–38. doi: 10.1016/j.jlp.2014.01.003
  3. Fabiano B., Caviglione C., Reverberi A. , Palazzi E. Multicomponent Hydrocarbon Pool Fire: Analytical Modelling and Field Application. Chemical Engineering Transactions. 2016. Vol. 48. P. 187–192. doi: 10.3303/CET1648032
  4. 4. Yang R., Khan F., Neto E., Rusli R., Ji J. Could pool fire alone cause a domino effect? Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 202. P. 106976. doi: 1016/j.ress.2020.106976
  5. Reniers G., Cozzani V. Features of Escalation Scenarios. Domino Effects in the Process Industries. Elsevier. 2013. P. 30–42. doi: 10.1016/B978-0-444-54323-3.00003-8
  6. Raja S., Tauseef S., Abbasi T. Risk of Fuel Spills and the Transient Models of Spill Area Forecasting // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2018. Vol. 18. P.445–455. doi: 10.1007/s11668-018-0429-1
  7. 7. Liu J., Li D., Wang Z., Chai X. A state-of-the-art research progress and prospect of liquid fuel spill fires. Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 101421. doi: 10.1016/j.csite.2021.101421
  8. Zhang Zh., Zong R., Tao Ch., Ren J., Lu Sh. Experimental study on flame height of two oil tank fires under different lip heights and distances. Process Safety and Environmental Protection. 2020. Vol. 139. P. 182–190. doi: 10.1016/j.psep.2020.04.019
  9. He P., Wang P., Wang K., Liu X., Wang C., Tao C., Liu Y. The evolution of flame height and air flow for double rectangular pool fires. Fuel. 2019. Vol. 237. P.486–493. doi: 10.1016/j.fuel.2018.10.027
  10. Miao Y., Chen Y., Tang F., Zhang X., Hu L. An experimental study on flame geometry and radiation flux of line-source fire over inclined surface. Proceedings of the Combustion Institute. 2023. Vol. 39 (3). P. 3795–3803. doi: 10.1016/j.proci.2022.07.109
  11. Chen Y., Fang J., Zhang X., Miao Y., Lin Y., Tu R., Hu L. Pool fire dynamics: Principles, models and recent advances. Progress in Energy and Combustion Science. 2023. Vol. 95. P. 101070. doi: 10.1016/j.pecs.2022.101070
  12. Guo Y., Xiao G., Wang L., Chen C., Deng H., Mi H., Tu C., Li Y. Pool fire burning characteristics and risks under wind-free conditions: State-of-the-art. Fire Safety Journal. 2023. Vol. 136. P. 103755. doi: 10.1016/j.firesaf.2023.103755
  13. Yao Y., Li Y. Z., Ingason H., Cheng X. Scale effect of mass loss rates for pool fires in an open environment and in tunnels with wind // Fire Safety Journal. 2019. Vol.105. P. 41–50. doi: 10.1016/j.firesaf.2019.02.004
  14. Yao Y., Li Y. Z., Ingason H., Cheng X., Zhang H. Theoretical and numerical study on influence of wind on mass loss rates of heptane pool fires at different scales. Fire Safety Journal. 2021. Vol. 120. P. 103048. doi: 10.1016/j.firesaf.2020.103048
  15. Ditch B. D., Ris J. L., Blanchat T. K., Chaos M., Bill R. G., Dorofeev S. B. Pool fires – An empirical correlation. Combustion and Flame. 2013. Vol. 160(12). P.2964–2974. doi: 10.1016/j.combustflame.2013.06.020
  16. 16. Drysdale D. An Introduction to Fire Dynamics. 3nd Edition, John Wiley & Sons, Ltd., New York. 2011. doi: 1002/9781119975465
  17. Abramov Y., Basmanov O., Krivtsova V., Salamov J. Modeling of spilling and extinguishing of burning fuel on horizontal surface. Naukovyi Visnyk NHU. 2019. Vol. 4. P. 86–90. doi: 10.29202/nvngu/2019-4/16
  18. Олійник В. В., Басманов О. Є. Модель розтікання і горіння рідини на ґрунті. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. 1 (37). С. 18–30. doi: 10.52363/
    2524-0226-2023-37-2
  19. Abramov Y., Basmanov O., Khmyrov I., Oliinik V. Justifying the experimental method for determining the parameters of liquid infiltration in bulk material. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 4/10(118). P. 24–29. doi: 10.15587/1729-4061.2022.262249
  20. Abramov Y., Basmanov O., Oliinik V., Khmyrov I., Khmyrova A. Modeling the convective component of the heat flow from a spill fire at railway accidence. EUREKA: Physics and Engineering. 2022. Vol. 6. P. 128–138. doi: 10.21303/2461-4262.2022.002702
  21. Kovalov A., Otrosh Y., Rybka E., Kovalevska T., Togobytska V., Rolin I. Treatment of Determination Method for Strength Characteristics of Reinforcing Steel by Using Thread Cutting Method after Temperature Influence. In Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd. 2020. Vol. 1006. P. 179–184. doi: 10.4028/www.
    scientific.net/MSF.1006.179
  22. Abramov Y. A., Basmanov O. E., Mikhayluk A. A., Salamov J. Model of thermal effect of fire within a dike on the oil tank. Naukovyi Visnyk NHU. 2018. Vol. 2. P. 95–100. doi: 10.29202/nvngu/2018-2/12
  23. Abramov Y., Basmanov O., Salamov J., Mikhayluk A., Yashchenko O. Developing a model of tank cooling by water jets from hydraulic monitors under conditions of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol.1/10(97). P. 14–20. doi: 10.15587/1729-4061.2019.154669
  24. Lees F. P. Loss prevention in the process industries. 4th Edition. 2012. Vol.2. doi: 10.1016/C2009-0-24104-3
  25. Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою і нафтопродуктами. НАПБ 05.035–2004: Офіц. вид. – К.: М-во з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи, 2004. 79 с. (нормативний документ МНС України. Інструкція). URL:https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/instrukciya_schodo_gasinnya_pozhezh_u_rezervuarakh_iz_naftoyu.pdf
  26. Otrosh Yu., Semkiv O., Rybka E., Kovalov A. About need of calculations for the steel framework building in temperature influences conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2009. Vol. 708(1). doi: 10.1088/1757-899X/708/1/012065
  27. Pospelov B., Andronov V., Rybka E., Skliarov S. Design of fire detectors capable of self-adjusting by ignition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 4(9). P. 53–59. doi: 10.15587/1729-4061.2017.108448

 

Порівняльна оцінка різних варіантів проведення висотно-рятувальних робіт

 

Белюченко Дмитро Юрійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-7782-2019

 

Максимов Андрій Віталійович

Міжрегіональний центр гуманітарного розмінування та швидкого реагування ДСНС

https://orcid.org/0000-0001-7015-090X

 

Стрілець Віктор Маркович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-5992-1195

 

Бурменко Олександр Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5014-2678

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-6

 

Ключові слова: спеціальне оснащення, страхувальні засоби, висотно-рятувальні роботи, рятувальник-верхолаз

 

Анотація

 

Здійснено кількісну порівняльну оцінку впливу чисельності складу рятувальних груп, а також рівня підготовленості рятувальників-верхолазів на час здійснення різних варіантів рятування потерпілого шляхом евакуації в безопорному просторі, що сприятиме розв’язанню проблеми скорочення часу проведення рятувальних робіт на висоті без зниження рівня безпеки як особового складу рятувальних груп, так і потерпілих, які вимагають евакуацію в безопорному просторі. Доведено, що загальноприйняті варіанти використання рятувальниками-верхолазами існуючого спеціального оснащення та страхувальних засобів суттєво впливають на ефективність відповідної оперативної діяльності, яка полягає в проведенні експериментальних досліджень щодо рятування потерпілого з висоти 15 м, що відповідає рятуванню з четвертого поверху уподовж зовнішньої стіни багатоповерхової будівлі за допомогою як щита спинального іммобілізаційного, так і нош рятувальних особовим складом рятувальників базового та початкового рівня підготовки групами повного та неповного складу у відповідності до критеріїв Шапіро-Уілкі, Фішера та Стьюдента. Показано, що розподіл часу здійснення висотно-рятувальних робіт за розглянутими варіантами з рівнем значимості a=0,05 можна вважати нормальним. При цьому математичне очікування часу висотно-рятувальних робіт на висоті для визначених варіантів значно відрізняється не тільки в залежності від технічних можливостей спеціального оснащення та страхувальних засобів, які використовуються, але й від рівня підготовленості рятувальника-верхолаза та чисельності рятувальної групи. Ці властивості необхідно враховувати під час складання методичних рекомендацій з виконання рятувальних робіт на висоті, а також професійної підготовки рятувальника-верхолаза. Шляхом порівняння з результатами досліджень, що проводились у 2018–2019 роках, підтверджено достовірність отриманих оцінок.

 

Посилання

 

  1. Zare S., Hemmatjo R. Comparison of the effect of typical firefighting activities, live fire drills and rescue operations at height on firefighters’ physiological responses and cognitive function. Ergonomics. 2018. Vol. 61(10). Р. 1– doi: 10.1080/00140139.2018.1484524
  2. Roseane M., Shalimar G., Patrícia K. Knowledge in critical events: Know-how at work of emerging country firefighters. International Journal of Disaster Risk Reduction. 2022. 81. Р. 54–79. doi: 10.1016/j.ijdrr.2022.103294
  3. The Importance of a Working at Height Rescue Plan. URL: https://humanfocus.
    uk/blog/the-importance-of-a-working-at-height-rescue-plan/
  4. Selman J., Spickett J., Jansz J., Mullins B. Confined space rescue: A proposed procedure to reduce the risks. Safety Science. 2019. Vol. 113. Р. 78– doi: 10.1016/j.ssci.2018.11.017
  5. Gong J., Yaolin L. Evaluating the Evacuation and Rescue Capabilities of Urban Open Space from a Land Use Perspective: A Case Study in Wuhan, China. International Journal of Geo-Information. 2017. Vol. 6(7). Р. 227– doi: 10.3390/ijgi6070227
  6. Seven рarts of an in-house rescue plan for working at heights. URL: https://www.ishn.com/articles/113696-7-parts-of-an-in-house-rescue-plan-for-working-at-heights
  7. Milanі M., Roveri G., Falla M. Occupational Accidents Among Search and Rescue Providers During Mountain Rescue Operations and Training Events. Emergency medical services brief research report. 2022. Vol. 81. Р. 699– doi: 10.1016/
    j.annemergmed.2022.12.015
  8. Safe Work at Height. URL: https://www.ukfrs.com/sites/defaHeight.pdf
  9. Working at height Rules for the use of work equipment intended for temporary work at height. URL: https://oshwiki.osha.europa.eu/en/themes/working-height
  10. When working at heights, workers need a fall rescue plan. URL: https://weeklysafety.com/blog/fall-rescue
  11. Training is key when working at height. URL: https://www.ishn.com/
    articles/112347-training-is-key-when-working-at-height
  12. Hassanain, M.A. On the challenges of evacuation and rescue operations in high‐rise buildings. Structural Survey. 2009. 27. Р. 109–118. doi: 10.1108/
    02630800910956443
  13. Максимов А.В., Ковальов П.А., Стрілець В.М. Порівняльний аналіз рятунку постраждалого в ношах рятувальних вогнезахисних. Проблеми пожежної безпеки. 2019. № 45. С. 108–116
  14. ДСТУ ISO 5479:2009. Статистичне опрацювання даних. Критерії відхилення від нормального розподілу (ISO 5479:1997, IDT). Чинний від 01.07.2011. Вид. офіц. Київ : УкрНДНЦ, «Наука», 1971. 576 с
  15. Халафян А.А. SТАТISТIСА 6 Статистический анализ данных / А.А. Халафян. – ООО «Бином-Пресс», 2007. 512 с
  1. Дубінін Д. П., Коритченко К. В., Криворучко Є. М., Рагімов С. Ю., Тригуб В. В. Особливості процесу заповнення водою ствола установки пожежогасіння періодично-імпульсної дії. С. 69-79.
  2. Шахов С. М., Виноградов С. А., Рибка Є. О., Гарбуз C. В., Остапов К. М. Особливості визначення часу евакуації людей з будівель при пожежі. С. 53-68.
  3. Кустов М. В., Кулаков О. В., Карпов А. А., Басманов О. Є., Михайловська Ю. В. Модель дифракції електромагнітних хвиль на вибухонебезпечних предметах. С. 39-52.
  4. Невлюдов І. Ш., Янушкевич Д. А., Толкунов І. О., Попов І. І., Іванець Г. В. Обґрунтування необхідності створення робото-технічних комплексів для гуманітарного розмінування. 17-38.