Инженерная методика определения противопожарных разрывов между зданиями с двускатными крышами, выполненными из горючих материалов

Сергей Михайлович Пастухов; Андрей Дмитриевич Чорный; Алексей Васильевич Тетерюков

doi:10.33408/2519-237X.2025.9-2.139

Авторы

Сергей Михайлович Пастухов Общество с ограниченной ответственностью «ССПЭБ» (Союз специалистов промышленной и экологической безопасности); 123242, Россия, Москва, Новинский бульвар, 31 https://orcid.org/0000-0003-1437-1913
Андрей Дмитриевич Чорный Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси»; 220072, Беларусь, Минск, ул. П. Бровки, 15 https://orcid.org/0000-0003-4716-6123
Алексей Васильевич Тетерюков Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0001-7405-5774

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2025.9-2.139

Ключевые слова:

противопожарный разрыв, геометрические параметры пламени, угловой коэффициент облученности, экспериментальные исследования, моделирование

Аннотация

Цель. Разработать научно обоснованную инженерную методику определения противопожарных разрывов между жилыми зданиями с двускатными крышами, выполненными из горючих материалов, учитывающую форму крыши и геометрические параметры излучающей поверхности.

Методы. Анализ экспериментальных данных площади излучающей поверхности, температурных полей на расстоянии от 0,5 до 1,5 м по вертикали и горизонтали от экспериментального фрагмента двускатной кровли, а также плотности теплового потока. Численное моделирование процессов тепломассопереноса и лучистого теплообмена с помощью гидрогазодинамического решателя ANSYS Fluent.

Результаты. Установлено, что при горении фронтона кровли формируется излучающая поверхность треугольной формы, что принципиально отличается от существующей модели, применяемой в расчетах и базирующейся на прямоугольных формах излучающей поверхности. Получены экспериментальные зависимости изменения температуры, плотности теплового потока и площади излучающей поверхности от времени продолжительности пожара. Разработана численная модель расчета, позволяющая определить новые данные без проведения натурных экспериментальных исследований. Получены аналитические зависимости между геометрическими параметрами кровли и высотой излучающей поверхности.

Область применения исследований. Определение величины противопожарных разрывов между зданиями с двускатными крышами, выполненными из горючих материалов. Проектирование жилой малоэтажной застройки в части оценки противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями, а также разработка и актуализация технических нормативных правовых актов в области обеспечения пожарной безопасности. Результаты исследования представляют практический интерес для инженерных организаций, проектных институтов, сотрудников МЧС и научно-образовательных учреждений.

Биографии авторов

Сергей Михайлович Пастухов, Общество с ограниченной ответственностью «ССПЭБ» (Союз специалистов промышленной и экологической безопасности); 123242, Россия, Москва, Новинский бульвар, 31

главный специалист по пожарной безопасности, гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям; кандидат технических наук, доцент

Андрей Дмитриевич Чорный, Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси»; 220072, Беларусь, Минск, ул. П. Бровки, 15

лаборатория турбулентности, заведующий лабораторией; кандидат физико-математических наук, доцент

Алексей Васильевич Тетерюков, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра пожарной безопасности, доцент

Библиографические ссылки

Pastukhov S.M., Zhamoydik S.M., Teteryukov A.V. Analiz podkhodov po otsenke minimal'no dopustimykh rasstoyaniy mezhdu zdaniyami pri vozdeystvii pozhara [Analysis approaches for the assessment minimum distance between the buildings at the case of fire exposure]. Vestnik Komandno-inzhenernogo instituta MChS Respubliki Belarus', 2014. No. 2 (20). Pp. 23–31. (rus). EDN: https://elibrary.ru/SWENLV.

Сох G. Combustion fundamentals of fire. London: Academic Press, 1995. 476 p.

Puzach S.V. Metody rascheta teplomassoobmena pri pozhare v pomeshchenii i ikh primenenie pri reshenii prakticheskikh zadach pozharovzryvobezopasnosti [Methods for calculating heat and mass transfer during indoor fires and their application to practical fire and explosion safety tasks]. Moscow: Academy of State Fire Service of EMERCOM of Russia, 2005. 150 p. (rus)

Roytman M.Y. Protivopozharnoe normirovanie v stroitel'stve [Fire safety regulation in construction]. Moscow: Stroyizdat, 1985. 590 p. (rus)

Grushevskiy B.V., Yakovlev A.I., Krivosheev I.N., Shurin E.T., Klimushin N.G. Pozharnaya profilaktika v stroitel'stve [Fire prevention in construction]: textbook. Ed. by V.F. Kudalenkin. Moscow, 1985. 454 p. (rus)

Chitty R. External fire spread: building separation and boundary distances. 2nd ed. Garston, Watford: Building Research Establishment, 2014. 68 p. ISBN 9781848063198.

Drysdale D. An Introduction to Fire Dynamics. Chichester: University of Edinburgh, 1999. 470 p.

Karlsson B., Quintiere J.G. Enclosure Fire Dynamics. Boca Raton: CRC Press, 2000. 316 p.

Carlsson E. External fire spread to adjoining buildings – A review of fire safety design guidance and related research. Lund: Department of Fire Safety Engineering Lund University, 1999. 125 p.

Law M. Heat radiation from fires and building separation distance. Fire Research Technical Paper No. 5. London: Her Majesty’s Stationery Office, 1963. 45 p.

Pesic D., Zigar D., Raos M., Anghel I. Simulation of fire spread between residential buildings regarding safe separation distance. Technical Gazette, 2017. Vol. 24, No. 4. Pp. 1137–1145. DOI: https://doi.org/10.17559/TV-20150923233514.

Edalati-Nejad A., Ghodrat M., Fanaee S.A., Simeoni A. Numerical Simulation of the Effect of Fire Intensity on Wind Driven Surface Fire and Its Impact on an Idealized Building. Fire, 2022. Vol. 5, No. 1. Article 17. 18 p. DOI: https://doi.org/10.3390/fire5010017.

Pastukhov S.M., Teteryukov A.V. Metodika provedeniya eksperimental'nykh issledovaniy po opredeleniyu geometricheskikh parametrov plameni pri gorenii krovel'nykh materialov [The method of experimental researches to determine the geometric parameters of the flame during combustion of roofing materials]. Journal of Civil Protection, 2018. Vol. 2, No. 2. Pp. 176–185. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2018.2-2.176. EDN: https://elibrary.ru/XPAXID.

Pastukhov S.M., Platonov A.S., Teteryukov A.V., Drobysh A.S. Matematicheskaya model' opredeleniya uglovogo koeffitsiyenta obluchennosti pri raschete protivopozharnykh razryvov mezhdu zdaniyami s dvuskatnymi krovlyami, vypolnennymi iz goryuchikh materialov [Mathematical model for determining the configuration factor when calculating fire risks between buildings with double roofs made of combustible materials]. Journal of Civil Protection, 2021. Vol. 1, No. 1. Pp. 93–103. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2021.5-1.93. EDN: https://elibrary.ru/DBRUSN.

Pastukhov S.M., Platonov A.S., Teteryukov A.V., Drobysh A.S. Matematicheskaya model' opredeleniya uglovogo koeffitsienta obluchennosti dlya rascheta plotnosti teplovogo potoka ot izluchatelya ploskoy formy [Mathematical model for determining the angular irradition coefficient for calculating the heat flux density coming from a plane-shaped emitter]. Journal of Civil Protection, 2025. Vol. 9, No. 1. Pp. 5–20. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2024.9-1.5. EDN: https://elibrary.ru/DIVTKW.

Snegirev A.Yu., Talalov V.A. Teoreticheskie osnovy pozharo- i vzryvobezopasnosti [Theoretical foundations of fire and explosion safety]. St. Petersburg Polytechnic University, 2007. 215 p. (rus)

Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. La Canada, California: DCW Industries Inc, 1998. 537 p.

Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 1994. Vol. 32, No. 8. Pp. 1598–1605. DOI: https://doi.org/10.2514/3.12149.

Hankalin V., Ahonen T., Raiko R. On thermal properties of a pyrolysing wood particle. Proc. of Finnish-Swedish Flame Days 2009, January 28-29, 2009, Naantali, Finland. 16 p.