Двоступеневий порівняльний аналіз моделей підводного підйому вибухонебезпечних предметів

 

Соловйов Ігор Ігорович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-0400-6704

 

Грицаєнко Максим Георгійович

Державна служба України з надзвичайних ситуацій

https://orcid.org/0000-0002-4436-9382

 

Стрілець Валерій Вікторович

Гуманітарна міжнародна організація The Halo Trust

https://orcid.org/0000-0003-1913-7878

 

Мирошниченко Антон Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5104-0657

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-16

 

Ключові слова: гуманітарне підводне розмінування, водолаз-сапер, підйом, багатофакторні моделі, спеціа-лізовані пристрої

 

Анотація

 

Розроблено спосіб багатофакторного аналізу моделей гуманітарного підводного роз-мінування. Він передбачає реалізацію зворотного зв’язку в існуючій методиці обґрунтуван-ня оперативно-технічних рекомендацій щодо скорочення часу гуманітарного підводного розмінування водолазами-саперами шляхом двоступеневого (спочатку в натуральних, а потім в кодованих перемінних) порівняння багатофакторних моделей, які описують різні варіанти гуманітарного підводного розмінування. Це викликано тим, що важливою та не-розв’язаною частиною проблеми підвищення ефективності попередження надзвичайних си-туацій, пов’язаних з підводним розташуванням вибухонебезпечних предметів, є відсутність науково-обґрунтованого підходу до проведення багатофакторного аналізу різних способів підводного гуманітарного розмінування. Спосіб розглянуто на прикладі двоступеневого порівняльного аналізу багатофакторних моделей підводного підйому вибухонебезпечних предметів вибухонебезпечних предметів водолазами-саперами Державної служби України з надзвичайних ситуацій (ДСНС) шляхом застосування загальноприйнятого підходу та у разі використання спеціалізованого пристрою у вигляді прямокутного «кошика» з жорсткими ребрами розміром 600х600х150 мм, який було зроблено в підпорядкованому підрозділі ГУ ДСНС України у Херсонській області. Багатофакторний аналіз існуючої та нової моделей підтвердив, що використання спеціалізованого технічного приладу для підйому вибухоне-безпечного предмету водолазами-саперами суттєво (з рівнем значимості a=0,05) впливає на час підводного гуманітарного розмінування. Крім цього, при рівні значимості двосторон-нього ризику a=0,01 в обох випадках можна говорити, що на час підйому вибухонебезпеч-ного предмету особовим складом ДСНС впливають тільки рівень підготовленості та умови проведення підводного розмінування.

 

Посилання

 

  1. Huet C., Mastroddi F. Autonomy for underwater robots. European perspective. Auton Robot. 2016. Vol. 40. P. 1113–1118. doi: 10.1007/s10514-016-9605-x
  2. Cooper N., Cooke S, Burgess K., Business R. Dealing with Unexploded Ordnance (UXO) in the Marine Environment. Coasts, Marine Structures and Breakwaters. Published Online: August 21, 2018. doi: 10.1680/cmsb.63174.0157
  3. Mijajlovic V. The Regional Center for Divers Training and Underwater Demining. The Journal of ERW and Mine Action. 2013. 17(2/13). URL: https://commons.lib.jmu.edu/cisr-journal/vol17/iss2/13
  4. Miller Gunnar. From a DC-3 to BOSB: The Road to a Breakthrough in Military Safety Measures Against the Risks of Historic, Explosive Ordnance. Marine Technology Society Journal, Volume 45, Number 6, November/December. 2011. № 9. Р. 26–34. doi: 10.4031/MTSJ.45.6.1
  5. IMAS 09.60:2014, IDT. Underwater Survey and Clearance of Explosive Ordnance (EO). URL: https://reliefweb.int/sites/reliefweb.int/files/resources/www.mineactionstandards.org_fileadmin_MAS_documents_imas-international-standards_english_series-09_IMAS_09.60_Underwater_Survey_and_Clearance_of_Explosive_Ordnance__EO_.pdf
  6. Standard Operating Procedures for Humanitarian Underwater Demining in South Eastern Europe. URL: https://old.mineactionstandards.org/fileadmin/
    MAS/documents/references-publications/Humanitarian-Underwater-Demining-in-South-Eastern-Europe.pdf
  7. Mareike K., Eefke M., Uwe W., Jens G. Exploration of the munition dumpsite Kolberger Heide in Kiel Bay, Germany: Example for a standardize dhydro acoustic and optic monitoring approach. ContinentalShelfResearch. 2020. doi: 1016/j.csr.2020.104108
  8. Коцюруба В. Обґрунтування доцільності використання способу повітряної розвідки районів інтенсивного застосування мінної зброї. / В. Коцюруба, С. Цибуля, В. Рибалко. Journal of Scientific Papers "Social development and Security". 2019. № 9(1). С. 60–68. doi: 10.33445/sds.2019.9.1.5
  9. Sayle S., Windeyer T., Charles M., Conrod S., Stephenson M. Site Assessment and Risk Management Frame work for Underwater Munitions. Marine Technology Society Journal. 2009. № 43(4), Р. 41–51. doi: 10.4031/MTSJ.43.4.10
  10. Mijajlovic V. The Regional Center for Divers Training and Underwater Demining. The Journal of ERW and Mine Action: 2013. 17(2/13). URL: https://commons.lib.jmu.edu/cisr-journal/vol17/iss2/13
  11. Humanitarian Demining, Geneva International Centre for, "A Guide to Survey and Clearance of Underwater Explosive Ordnance". 2016. Global CWD Repository. Р. URL: https://commons.lib.jmu.edu/cisr-globalcwd/1326
  12. Marco W., Irwin L. Training to Become Cambodia's First Underwater Deminers. The World (Arts, Culture & Media). March 07. 2013. 12:40 PM CST. URL: https://www.pri.org/stories/2013-03-07/training-become-cambodias-first-underwater-deminers
  13. ГрицаенкоМ. Разработка модели информационной платформы для обезвреживания потенциально опасных подводных объектов. Технологический аудит и производственные резервы. 2017. № 2(40). С. 57–62. doi: 10.15587/2312-8372.2018.129208
  14. Tellez O., Borghgraef A., Mersch E. (August 30th 2017). The Special Case of Sea Mines, Mine Action. The Research Experience of the Royal Military Academy of Belgium, Charles Beumier, Damien Closson, VincianeLacroix, Nada Milisavljevic and Yann Yvinec, Intech Open, doi: 10.5772/66994
  15. International Symposium Mine Action 2019 8th to 11th April 2019, Slano, URL: http://www.ctro.hr/wp-content/uploads/2019/04/Knjiga-za-web-4-mb.pdf
  16. Стрелец В. М. Имитационный анализ системы «человек-машина» как метод эргономической оценки функционирования аварийных служб. Научно-технический журнал «Радиоэлектроника и информатика», № 3(16). Харьков: ХНТУРЭ, 2001. С. 125–128. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/
    123456789/1944/1/%d0%a1%d0%98%d0%90.pdf
  17. Соловйов І. Математична модель підводного розмінування водолазами-саперами ДСНС України. Комунальне господарство міст. 2021. 6(166). С. 175–183. doi: 10.33042/2522-1809-2021-6-166-175-183
  18. Соловйов І., Стрілець В., Льовін Д. Багатофакторна модель підйому водолазом-сапером вибухонебезпечного предмету. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. 2(34). С. 272–294. doi: 52363/2524-0226-2021-34-20
  19. Соловйов І., Стрілець В., Бляшенко О., Серватюк В., Пруський, А. Методика обґрунтування оперативно-технічних рекомендацій щодо скорочення часу підводного розмінування водолазами-саперами Державної служби України з надзвичайних ситуацій. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2022. 2(14). С. 108–121. doi: 33269/nvcz.2022.2(14).108-121
  20. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. Финансы и статистика, 1981. 263 с.
  21. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1971. 576 с.

 

Розробка засобу автоматизації проектування шлейфів пожежної сигналізації з оптимізованим складом

 

Антошкін Олексій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2481-2030

 

Нешпор Олег Віталійович

Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

http://orcid.org/0000-0002-0670-5445

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-15

 

Ключові слова: математичне моделювання, оптимізація, покриття, розміщення пожежних сповіщувачів, трасування шлейфів

 

Анотація

 

Розв’язано оптимізаційну задачу побудови засобів автоматизації проектування шлей-фів пожежної сигналізації, оптимізованих за кількістю сповіщувачів і довжиною проводів для приміщень довільної форми з урахуванням нормативно-технологічних обмежень. Роз-роблено та впроваджено комплекс програм для розв’язання задачі оптимізації. Розроблено математичну модель задачі, узагальнену стратегію для розв’язання задачі засобів матема-тичного моделювання зв’язків між колами, які моделюють зони контролю пожежних спові-щувачів, що утворюють кругове покриття області, як функції, які не потребують введення допоміжних змінних. Більш ранні роботи за аналогічною тематикою не давали можливості в автоматичному режимі отримати оптимальні за складом шлейфи пожежної сигналізації з урахуванням вимог нормативного та фізичного характеру. Проведені в роботі обчислюва-льні експерименти переконливо підтвердили конструктивність розроблених засобів мате-матичного моделювання зв’язків геометричних об’єктів у задачах кругового покриття та продемонстрували адекватність побудованої математичної моделі задачі покриття колами однакового радіуса області складної форми та її реалізацій, ефективність запропонованих стратегій, методи побудови вихідних точок, алгоритми генерації простору рішень і методи пошуку локального екстремуму. Слід зазначити, що більшість результатів, отриманих під час обчислювальних експериментів, отримано вперше. Практична цінність запропоновано-го підходу для задач кругового охоплення довільних областей, яка полягає в генерації про-стору розв’язків задачі для прийнятної вихідної точки з подальшою локальною оптимізаці-єю, наочно демонструється під час розв’язування тестових задач. Розроблений програмний комплекс може бути використаний при проектування систем пожежної сигналізації інжене-рами-проектувальниками та під час експертизи проектів.

 

Посилання

 

  1. Bennell J., Scheithauer G., Stoyan Yu. Optimal clustering of a pair of irregular objects. Journal of Global Optimization. 2015. 61(3). P. 497–524. doi: 10.1007/s10898-014-0192-0
  2. Birgin E. G., Bustamante L. H., Callisaya H. F. Packing circles within ellipses. International transactions in operational research. 2013. Vol. 20(3). P. 365–389. doi: 10.1111/itor.12006
  3. Комяк В. М., Соболь О. М., Собина В. О., Лісняк А. А. Оптимізація покриття заданих областей геометричними об’єктами зі змінними метричними характеристиками: Монографія. Харків: НУЦЗУ, 2013. 124 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/5244
  4. Yakovlev S., Kartashov O., Podzeha D. Mathematical Models and Nonlinear Optimization in Continuous Maximum Coverage Location Problem. MDPI Computation. 2022. Vol. 10(7). P. 119–134. doi: 10.3390/computation10070119
  5. Saipullaa A., Westphalb C., Liua B., Wang J. Barrier coverage with line-based deployed mobile sensors. Ad Hoc Networks. 2013. Vol. 11(4). P. 1381–1391. doi: 10.1016/j.adhoc.2010.10.002
  6. Stoyan, Y., Pankratov, A., Romanova, T. Quasi-phi-functions and optimal packing of ellipses. Journal of Global Optimization. 2016. 65(2). Р. 283–307. doi: 10.1007/s10898-015-0331-2
  7. Komyak V., Pankratov A., Patsuk V., Prikhodko A. The problem of covering the fields by the circles in the task of optimization of observation points for ground video monitoring systems of forest fires. ECONTECHMOD: An International Quarterly Journal on Economics of Technology and Modelling Processes. 2016. Vol. 5. № 2. P. 133–138. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/691
  8. Yakovlev S., Kartashov O., Mumrienko A. Formalization and solution of the maximum area coverage problem using library. Radioelectronic and computer systems. 2022. Vol. 3. P. 104–120. doi: 10.32620/reks.2022.2.03
  9. Adesina E. A., Odumosu J. O., Morenikeji O. O., Umoru E., Ayokanmbi A. O., Ogunbode E. B. Optimization of Fire Stations Services in Minna Metropolis using Maximum Covering Location Model (MCLM). Journal of Applied Sciences & Environmental Sustainability. 2017. Vol. 3(7). P. 172–187. URL: https://www.jases.org/current-issue/vol-3-issue-7-2017/optimization-of-fire-stations-services-in-minna-metropolis-using-maximum-covering-location-model-mclm/
  10. Yueshi W., Cardei M. Distributed algorithms for barrier coverage via sensor rotation in wireless sensor networks. Journal of Combinatorial Optimization. 2018. Vol. 36. P. 230–251. doi: 10.1007/s10878-016-0055-3

 

Визначення джерел небезпеки на атомних реакторах з урахуванням корозії твелів

 

Гапон Юліана Костянтинівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3304-5657

 

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6960-6399

 

Пономаренко Роман Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6300-3108

 

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Чиркіна Марина Анатоліївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2060-9142

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-13

 

Ключові слова: атомна електростанція, гальванічний елемент, електродний потенціал, корозія, реактор, сплав

 

Анотація

 

Проаналізовано джepeла пoтeнцiйнoï нeбезпeки, що виникають на атомних елект-роcтaнцiях внacлiдoк утворення та нaкoпичeння y пpoцeci eкcплyaтaцiï знaчнoï кiлькостi небезпечних paдioaктивниx пpoдyктiв i нaявнocтi пpинципoвoï мoжливocтi виxoдy ïx y paзi aвapiï зa пepeдбaчeнi мeжi. Встановленo pизики paдiaцiйнoгo впливy нa пepcoнaл, нaceлeння i навколишнє природнє середовище в цілому. Встановлено, що одним з головних факторів, який негативно впливає та значно лімітуює тривалість експлуатації ядерного реактора є ко-розійне зношування конструкційних матеріалів активної зони реактора і оболонок теплови-діляючих елементів, що зумовлено постійною циркуляцією водного теплоносія. Визначено характерну особливість для водо-водяних енергетичних реакторів, яка полягає у суцільно-му та локальному (нодулярному) корозійному руйнуванні за електрохімічним механізмом поверхні оболонок паливного елемента, який виготовлено із цирконієвого сплаву та стале-вих деталей різних марок інших конструкційних деталей. Показано короткозамкненений гальванічний елемент, що утворюється на внутрішній стінці тепловиділяючих елементів зі сплаву Zr + 1 % Nb та таблеток, які виготовлені із оксиду урану (UxOy), а також зовнішній гальванічний елемент тепловиділяючих елементів та конструкційних матеріалів реактора зі сталі різних марок. Проаналізовано небезпеки викликані корозійним руйнуванням та вики-дом із робочої зони реактора небезпечних радіоактивних речовин. Проведено дослідження щодо зміни товщин оксидних плівок в залежності від робочого часу в розчинах різного складу та кислотності середовища. Досліджено кінетику гальванічних процесів, що супро-воджують внутрішню та зовнішню корозію, що відіграє важливу роль для удосконалення шляхів та методів спрямованих на запобігання та профілактики виникнення надзвичайних ситуацій на атомних електростанціях.

 

Посилання

 

  1. Zhiming Wu, Qi Yang,  Rong Zhou. Manufacture of nuclear fuel elements for commercial PWR in China. Rare Metal Materials and Engineering. 2001. Vol. 30. P. 9–12. URL: https://inis.iaea.org/search/36024618
  2. National Research Council. Lessons Learned from the Fukushima Nuclear Ac-cident for Improving Safety of U.S. Nuclear Plants. Washington, DC: The National Academies Press. 2014. doi: 10.17226/18294
  3. Vambol S., Vambol V., Kondratenko O., Suchikova Y., Hurenko O. Assess-ment of improvement of ecological safety of power plants by arranging the system of pollutant neutralization. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3. P. 63–73. doi: 10.15587/1729-4061.2017.102314
  4. Шугайло О. П., Гребенюк Ю. П., Зелений О. В., Рижов Д. І. Отриманий до-свід та вивчені уроки щодо діяльності з переходу енергоблоків АЕС України до довгострокової експлуатації. Ядерна та радіаційна безпека. 2020. Т. 1. № 85, C. 5–28. doi: 10.32918/nrs.2020.1(85).02
  5. Zhou L., Dai J., Li Y., Dai X., Xie C. Research Progress of Steels for Nuclear Reactor Pressure Vessels. Materials. 2022. Vol. 15.8761. doi: 10.3390/ma15248761
  6. Mukhachov A. P., Nefedov V. G., Kharytonova O. А. Electrode processes in electrolysis of zirconium at production of plastic zirconium for nuclear energy. Questions of atomic science and technology. 2019. № 2. P. 111–115. doi: 10.46813/2019-120-111
  7. Zirui Chen, Yongfu Zhao, Min Tang, Zhaohui Yin. Influence of Ammonia on the Corrosion Behavior of a Zr–Sn–Nb Alloy in High Temperature Water. Frontiers in Materials. 2022. Vol. 9. P. 1–9. doi: 10.3389/fmats.2022.910186
  8. Lai Ping, Lu Junqiang, Zhang Hao, Liu Qingdong. The corrosion behavior of M5 (Zr–1Nb-0.12O) alloy in 360 °C water with dissolved oxygen. Journal of Nuclear Materials. 2020. Vol. 532. 152079. doi: 10.1016/j.jnucmat.2020.152079
  9. Kuprin A. S., Belous V. A., Voyevodin V. N. High-temperature air oxidation of E110 and Zr-1Nb alloys claddings with coatings. Problems of atomic science and technology. 2014. Vol. 89. № 1. P. 126–132. URL: https://www.researchgate.net/publication/260134041
  10. Akhiani H., Szpunar J. A. Effect of surface roughness on the texture and oxidation behavior of Zircaloy-4 cladding tube. Applied Surface Science. 2013. Vol. 285. P. 832–839. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.08.137
  11. Белаш Н. Н., Петельгузов И. А., Ожигов Л. С., Савченко В. И., Куштым А. В. Влияние высокотемпературного нагрева в водяном паре на свойства оболочек. Вопросы атомной науки и техники. 2011. № 2. С. 88–94. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111291
  12. Bobro D. International experience of development and implementation of energy innovative technologirs in nuclear and related fields. Strategic Priorities. 2019. Vol. 51. № 3–4. P. 31–37. URL: https://niss-priority.com/index.php/journal/article/view/261
  13. Гапон Ю. К., Калугін В. Д., Кустов М. В. Механізм внутрішньої корозії сплаву цирконію Zr1Nb В ТВЕЛах. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry : monograph / editor-in-chief V.Z. Barsukov. Kyiv, 2020. 288 р. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/13477
  14. Renčiuková V., Macák J., Sajdl P., Novotný R., Krausová A. Corrosion of zirconium alloys demonstrated by using impedance spectroscopy. Journal of Nuclear Materials. 2018. Vol. 510. P. 312–321. doi: 10.1016/j.jnucmat.2018.08.005
  15. Hapon Y., Kustov M., Kalugin V., Savchenko O. Studying the Effect of Fuel Elements Structural Materials Corrosion on their Operating Life. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1038. P. 108–115. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.108
  16. Barberis P., Skocic M., Kaczorowski D. Shadow corrosion: Experiments and modeling. Journal of Nuclear Materials. 2019. Vol. 523. P. 310–319. doi: 10.1016/j.jnucmat.2019.06.001
  17. Hapon Yu., Kustov M., Chyrkina M., Romanova O. Multistage Corrosion of Fuel Element Materials in Nuclear Reactors. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334 P. 63–69. doi: 10.4028/p-0s9zyu
  18. Baek Jong, Park Ki, Jeong, Yong. Oxidation kinetics of Zircaloy-4 and Zr-1Nb-1Sn-0.1Fe at temperatures of 700-1200 °C. Journal of Nuclear Materials. 2004. Vol. 335. P. 443–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.08.007

 

Selection of precursors of safe silica-based fireproof coatings for textile materials

 

Olga Skorodumova

National University of Civil Defenсe of Ukraine

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

 

Olena Chebotareva

National University of Civil Defenсe of Ukraine

https://orcid.org/0000-0002-7321-8700

 

Andrey Sharshanov

National University of Civil Defenсe of Ukraine

https://orcid.org/0000-0002-9115-3453

 

Andrey Chernukha

National University of Civil Defenсe of Ukraine

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

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-14

 

Keywords: liquid glass, siliceous coatings, fire protection of textile materials, precursors of inorganic and organic origin

 

Аnnotation

 

The selection of the inorganic precursor SiO2 as the main component of the simplified safe technology for obtaining flame-retardant coatings on textile materials was carried out. By thermo-graphic research of organic and inorganic SiO2 precursors, performed on an OD-102 deri-vatograph under conditions of heating at a rate of 10ºС/min in an air environment, the processes of decomposition of the coating that occur during the action of fire were investigated. Gels based on inorganic precursors produced by industry (silica sol, silica gel) and silicic acid, which was obtained by the exchange reaction of an aqueous solution of sodium silicate of liquid glass and acetic acid, were studied for the comparative characteristics of thermal destruction of coatings. As organic precursors of SiO2, gels of ethyl silicate-32 and methyltriethoxysilane were studied, which were obtained by hydrolysis of organosilicon compounds in an acidic water-alcohol medi-um with subsequent polycondensation of the hydrolysis products. The effect of temperature on the nature of thermal destruction of silica gel, silica sol, silicic acid and organosilicon gels of ethyl silicate and methylotriethoxysilane was investigated. It is shown that inorganic precursors differ favorably from organosilicon precursors in terms of the overall thermal effect during their de-composition, mass loss during heat treatment, and the rate of change of this parameter. Consider-ing that, in addition to total mass loss, the increase in mass loss during heating is less than 1 % in compositions based on inorganic precursors, it is possible to use all three types of inorganic pre-cursors, but from the point of view of acidity and safety of impregnation compositions, prefer-ence is given to silicic acid obtained by the exchange reaction of silicate sodium liquid glass with acetic acid.

 

References

  1. Carosio, F., Alongi, J. (2016). Influence of layer by layer coatings containing octapropylammonium polyhedral oligomericsilsesquioxane and ammonium poly-phosphate on the thermal stability and flammability of acrylic fabrics. Journal of Ana-lytical and Applied Pyrolysis, 119, 114–123. doi: 10.1016/j.jaap.2016.03.010
  2. Zelinski, B. J., Uhlmann, D. R. (1984). Gel technology in ceramics. Journal Physics and Chemistry Solids, 45(10), 1069–1090. doi: 10.1016/0022-3697(84)90049-0
  3. Alongi, J., Carosio, F., Malucelli, G. (2014). Current emerging techniques to impart flame retardancy to fabrics: An overview. Polymer Degradation and Stability, 106, 138–149. doi: 10.1016/ j.polymdegradstab.2013.07.012
  4. Panda, A., Varshney, P., Mohapatra, S., Kumar, A. (2018). Development of liq-uid repellent coating on cotton fabric by simple binary silanization with excellent self-cleaning and oil-water separation properties. Carbohydrate Polymers, 181, 1052–1060. doi: 10.1016/ j.carbpol.2017.11.044
  5. Skorodumova, O., Tarakhno, O., Chebotaryova, O., Bezuglov, O., Emen, F. (2021). The use of sol-gel method for obtaining fire-resistant elastic coatings on cot-ton fabrics. Materials Science Forum, 1038, 468–479. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.468
  6. Alongi, J., Ciobanu, M., Malucelli, G. (2011). Cotton fabrics treated with hy-brid organic–inorganic coatings obtained through dual–cure processes. Cellulose, 18, 1335–1348. doi: 10.1007/s10570-011-9564-5
  7. Alongi, J., Ciobanu, M., Malucelli, G. (2012). Sol–gel treatments on cotton fab-rics for improving thermal and flame stability: Effect of the structure of the alkoxysilane precursor. Carbohydrate Polymers, 87(1), 627–635. doi: 10.1016/j.carbpol.2011.08.036
  8. Raabe, J., de Souza Fonseca, A., Bufalino, L. (2014). Evaluation of reaction factors for deposition of silica (SiO2) nanoparticles on cellulose fibers. Carbohydrate Polymers, 114, 424–431. doi: 10.1016/ j.carbpol.2014.08.042
  9. Alongi, J., Ciobanu, M., Malucelli, G. (2012). Thermal stability, flame retard-ancy and mechanical properties of cotton fabrics treated with inorganic coatings syn-thesized through sol–gel processes. Carbohydrate Polymers, 87(3), 2093–2099. doi: 10.1016/j.carbpol.2011.10.032
  10. Alongi, J., Colleoni, C., Rosace, G., Malucelli, G. (2014). Sol–gel derived ar-chitectures for enhancing cotton flame retardancy: Effect of pure and phosphorus-doped silica phases. Polymer Degradation and Stability, 99, 92–98. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2013.11.020
  11. Skorodumova, O. B., Semchenko, G. D., Goncharenko, Y. N., Tolstoi, V. S., (2001). Crystallization of SiO2 from ethylsilicate-based gels. Glass and Ceramics, 58(1–2), 31–33. doi: 10.1023/A:1010933028152
  12. Gou, J., Zhuge, J. (2013). Nanotechnology Safety in the Marine Industry. In R. Asmatulu (Ed). Nanotechnology Safety, 161–174. doi: 10.1016/B978-0-444-59438-9.00012-6
  13. Doroudiani, S., Doroudiani, B., Doroudiani, Z. (2012). Materials that release toxic fumes during fire. Toxicity of Building Materials. Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering, 241–282. doi: 10.1533/9780857096357.241
  14. Covaci, A. (2003). Determination of brominated flame retardants, with em-phasis on polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in environmental and human sam-ples – a review. Environment International, 29(6), 735–756. doi: 10.1016/S0160-4120(03)00114-4
  15. Ilyas, M., Sudaryanto, I. A., Setiawan, E., Riyadi, A. S., Isobe, T., Tanabe, S. (2013). Characterization of polychlorinated biphenyls and brominated flame retard-ants in sludge, sediment and fish from municipal dumpsite at Surabaya, Indonesia. Chemosphere, 93(8), 1500–1510. doi: doi.org/10.1016/ j.chemosphere.2013.07.048
  16. Egebäck, A–L., Sellström, U., McLachlan, M. S. (2012). Decabromodiphenyl ethane and decabromodiphenyl ether in Swedish background air. Chemosphere, 86(3), 264–269. doi: 10.1016/j.chemosphere. 2011.09.041
  17. Remberger, M., Sternbeck, J., Palm, A., Kaj, L., Strömberg, K., Brorström-Lundén, E. (2004). The environmental occurrence of hexabromocyclododecane in Sweden. Chemosphere, 54(1), 9–21. doi: 10.1016/S0045-6535(03)00758-6
  18. Karlsson, M., Julander, A., van Bavel, B., Hardell, L. (2007). Levels of bro-minated flame retardants in blood in relation to levels in household air and dust. Envi-ronment International, 33(1), 62–69. doi: 10.1016/ j.envint.2006.06.025

 

Розрахунковий метод оцінювання стану сталевих конструкцій будівель при розвитку пожежі

 

Дубінін Дмитро Петрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-8948-5240

 

Лісняк Андрій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5526-1513

 

Шевченко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6740-9252

 

Грицина Ігор Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-2581-1614

 

Гапоненко Юрій Іванович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-0854-5710

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-12

 

Ключові слова: пожежа, швидкість зміни температури, сталеві конструкції, криві пожежі, вогнезахисний засіб

 

Анотація

 

Об’єктом дослідження є процес оцінювання стану сталевих конструкцій будівель при розвитку пожежі. Обґрунтовано та проаналізовано використання стандартних кривих по-жеж, як ISO 834, ASTM E119, що визначають температурну залежність у часі. На підставі цього запропоновано розрахунковий метод з визначення швидкості зміни температури для захищених та незахищених сталевих конструкцій з використанням кривих пожеж. Для захи-сту сталевих конструкцій від високої температури використовувалися такі вогнезахисні за-соби, як теплоізоляційні плити, гіпсокартоні листи та цементно-піщана штукатурка з відпо-відними тактико-технічними характеристиками. За отриманими результатами дослідження встановлено, що найбільш ефективним вогнезахисним засобом для сталевих конструкцій є теплоізоляційні плити, а найменш ефективним цементно-піщана штукатурка. Це визначено за рахунок різниці температури, так відповідно до ISO 834 для теплоізоляційної плити на 5 годині впливу, температура становить 896,2 ºС, а для гіпсокартону – 474,8 ºС, цементно-піщаної штукатурки – 316,25 ºС. Так відповідно до ASTM E119 для теплоізоляційної плити на 5 годину впливу, температура становить 869,85 ºС, а для гіпсокартону – 463,34 ºС, це-ментно-піщаної штукатурки – 310,70 ºС. З проведених результатів дослідження можна за-значити, що стандартні криві пожежі ISO 834 та ASTM E119 дають змогу проводити дослі-дження та визначати швидкість зміни температури при цьому слід зазначити що суттєво вони не відрізняються між собою. Також отримані графічні залежності, для сталевих конс-трукцій з урахуванням засобів вогнезахисту та стандартних кривих пожеж ISO 834 та ASTM E119. Отримані результати дослідження дають змогу підвищити рівень пожежної безпеки будівель та споруд на стадіях проектування та експлуатації, а також вчасно визна-чати граничний (критичний) стан сталевих конструкцій під час проведення оперативних дій з гасіння пожеж.

 

Посилання

 

  1. Дубінін Д. П., Лісняк А. А., Шевченко С. М., Криворучко Є. М., Гапоненко Ю. І. Експериментальне дослідження розвитку пожежі в будівлі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 34. С. 110–121. doi: 10.52363/2524-0226-2021-34-8
  2. Дубінін Д. П., Лісняк А. А., Шевченко С. М., Криворучко Є. М., Гапоненко Ю. І. Дослідження впливу будівельного матеріалу конструкції будівлі на розвиток внутрішньої пожежі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 35. С. 175–185. doi: 10.52363/2524-0226-2022-35-13
  3. Наказ МВС від 26.12.2018 року № 1064 «Про затвердження Правил з вогнезахисту». URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0259-19#Text
  4. Дубінін Д. П. Дослідження вимог до перспективних засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 33. С. 15–29. doi: 10.52363/2524-0226-2021-33-2
  5. Yilmaz D. G. Fire Safety of Tall Buildings: Approach in Design and Prevention. 5th International Conference of Contemporary Affairs in Architecture and Urbanism (ICCAUA-2022). Р. 206–216. doi: 10.38027/ICCAUA2022EN0215
  6. Sadkovyi V., Andronov V., Semkiv O. et al. Fire resistance of reinforced concrete and steel structures. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 2021. 180 р. doi: 10.15587/978-617-7319-43-5
  7. Bicer A., Kar F. Thermal and mechanical properties of gypsum plaster mixed with expanded polystyrene and tragacanth. Thermal Science and Engineering Progress. 2017. 1. Р. 59–65. doi: 10.1016/j.tsep.2017.02.008
  8. Wang H., Nie, S., Li, J. Reduction model of hot- and cold-rolled high-strength steels during and after fire. Fire Safety Journal. 2022. 129. Р. 103563. doi: 10.1016/j.firesaf.2022.103563
  9. Zhang C., Grosshandler W., Sauca A. et al. Design of an ASTM E119 Fire Environment in a Large Compartment. Fire Technol. Fire Technology. 2020. 56. Р. 1155–1177. doi: 10.1007/s10694-019-00924-7
  10. Chen M.-T., Pandey M., Young B. Mechanical Properties of Cold-formed Steel Semi-oval Hollow Sections after exposure to ISO-834 fire. Thin-Walled Structures. 2021. 167. Р. 108202. doi: 10.1016/j.tws.2021.108202
  11. Миргород О. В., Пушкаренко А. С., Васильченко О. В., Квітковський Ю. В., Луценко Ю. В. Вогнезахисне обробляння будівельних матеріалів і конструкцій. НУЦЗУ, КП «Міська друкарня», 2011. 176 р.
  12. BS EN 1991-1-2:2002 Eurocode 1. Actions on structures General actions. Actions on structures exposed to fire, 2002.
  13. ISO 834-11:2014 Fire resistance tests – Elements of building construction – Part 11: Specific requirements for the assessment of fire protection to structural steel elements, 2014.
  14. Dzidic S. Fire Resistance of RC Slabs according to ACI/TMS 216.1 and EC 2 – Possibility for Comparison. Zbornik radova Građevinskog fakulteta. 2018. 34. Р. 43–53. doi: 10.14415/konferencijaGFS2018.003
  15. ASTM E119: Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials, 2018.
  16. Buchanan A. H., Abu A. K. Structural Design for Fire Safety. University of Canterbury, 2017. № 2. 440 р.