Введение к работе
Актуальность работы:
В последнее десятилетие из-за быстрого роста автотранспортного парка крупных городов строительство объектов транспортного назначения приобрело масштабный характер. Одним из таких объектов являются тоннели.
Система противодымной защиты является одной из систем, играющих ключевую роль в противопожарной защите подземного сооружения. Она предназначена для исключения заполнения образующимися при пожаре продуктами горения (дымом, токсичными газовоздушными смесями) жизненно важных зон: путей эвакуации; мест спасения людей; помещений, требующих постоянного присутствия персонала; мест проведения боевой работы специальных подразделений по ликвидации чрезвычайной ситуации. Надежное функционирование этой системы при пожаре особенно важно в крупных со сложной планировкой подземных сооружениях и тоннелях.
Актуальность работы обуславливается следующими факторами:
отсутствием норм и правил (в том числе и противопожарных) для проектирования, монтажа и эксплуатации систем дымоудаления в городских автотранспортных тоннелях;
отсутствием методики, специально адаптированной для расчетов огнестойкости и параметров огнезащиты воздуховодов дымоудаления городских автотранспортных тоннелей и позволяющей учитывать специфику эксплуатации системы дымоудаления в реальных условиях пожара;
наличием небольшого отечественного опыта по проектированию, монтажу и эксплуатации систем дымоудаления в подобных сооружениях;
отсутствием теоретических и экспериментальных исследований в области обеспечения пожарной безопасности людей, материальных ценностей, а также конструкций автотранспортных тоннелей,
включая элементы системы дымоудаления при пожаре.
Цель работы;
Разработка методики расчета температуры дымовых газов и стенок воздуховодов системы дымоудаления городских автотранспортных тоннелей (для определения параметров их напряженно-деформированного состояния), являющейся составной частью комплексной методики расчета огнестойкости и требуемых толщин огнезащиты воздуховодов системы дымоудаления автотранспортных тоннелей.
Указанная цель предопределила следующие задачи исследования:
-
Исследование комплексной системы противопожарной защиты городских автотранспортных тоннелей, включая систему дымоудаления с целью ее оптимизации применительно к конкретному объекту;
-
Исследование параметров динамики развития пожара в объеме тоннеля, его температурного режима и распределения температуры газовой среды, воздействующей на воздуховод по его длине;
-
Исследование параметров теплопередачи через обогреваемые и не обогреваемые стенки воздуховода;
-
Определение зависимостей температуры дымовых газов, движущихся внутри воздуховода от:
схемы движения дымовых газов внутри воздуховода;
температуры наружной газовой среды;
массовой скорости поступления горячих газов из дымовой зоны через клапаны дымоудаления;
интенсивности теплообмена дымовых газов, движущихся внутри воздуховода, с газовой средой дымовой зоны и воздухом неаварийной зоны тоннеля через стенку воздуховода;
толщины воздушной прослойки между необогреваемыми стенками воздуховода и конструкциями сооружения;
5. Определение огнестойкости элементов системы дымоудаления реального объекта (на примере Лефортовского тоннеля глубокого заложения).
Научная новизна диссертации состоит в том, что впервые:
разработан алгоритм решения сопряженной задачи расчета мгновенных распределений температуры дымовых газов по длине канала дымоудаления и нестационарных температурных полей в его стенках;
получено численное решение уравнений сохранения энергии и массы дымовых газов, движущихся внутри воздуховода дымоудаления при пожаре в тоннеле (в одномерном приближении);
найдено приближенное аналитическое решение интегральным методом задачи о нестационарной теплопередаче от дымовых газов к железобетонной обделке тоннеля через стальную стенку воздуховода и воздушную прослойку.
Объект исследования: воздуховоды систем дымоудаления городских автотранспортных тоннелей.
Предметом исследования является процесс тепломассообмена при движении дымовых газов внутри воздуховодов систем дымоудаления.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная с учетом диссертационных исследований комплексная методика наиболее адаптирована для применения в расчетах огнестойкости и параметров огнезащиты воздуховодов дымоудаления городских автотранспортных тоннелей. Она позволяет учитывать отличия условий сертификационных испытаний воздуховодов систем дымоудаления от условий их работы при реальных пожарах.
Практическая реализация;
Результаты работы были реализованы при выполнении расчетов
огнестойкости и параметров огнезащиты воздуховодов систем дымоудаления следующих объектов:
автотранспортного тоннеля на участке 3-го транспортного кольца г. Москвы от Андреевской набережной до ул. Вавилова;
железнодорожного тоннеля, входящего в состав подземного пространства на участке от Андреевской набережной до ул. Вавилова;
подземного гаража-стоянки, входящего в состав подземного пространства на участке от Андреевской набережной до ул. Вавилова;
Лефортовского тоннеля глубокого заложения.
По результатам проведенных расчетов были выполнены разделы проектов ТЭО, а также рабочая документация данных объектов, о чем свидетельствуют соответствующие акты внедрения.
Кроме того, основные положения представленной методики вошли приложением «Расчет параметров огнезащиты воздуховодов» в проект МГСН 5.03-02 «Нормы проектирования городских автотранспортных тоннелей».
Апробация и реализация результатов работы:
Основные положения работы были доложены на Международной научно-технической конференции «Тоннельное строительство России и стран СНГ», г. Москва, Корпорация «Трансстрой» (2001 г.); заседании экспертного совета УГПС пМосквы «Противопожарная защита автотранспортного тоннеля на участке 3-го транспортного кольца г. Москвы от Андреевской набережной до ул. Вавилова», г.Москва, УГПС г.Москвы (2001 г.); заседании экспертного совета УГПС г.Москвы «Противопожарная защита Лефортовского тоннеля глубокого заложения», г.Москва, УГПС г.Москвы (2002 г.); расширенном совещании по реализации распоряжения Правительства Москвы № РП-1050 от 25.10.2000 г. «О мероприятиях по обеспечению пожарной безопасности 3-его транспортного кольца» (нормы проектирования городских автотранспортных тоннелей» МГСН 5.03-02), г. Москва, ОАО «ЦНИИС» (2003 г.).
Публикации;
По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы;
