Новые средства обеспечения эвакуации в общественных зданиях с массовым пребыванием людей

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

В. Д. ЗАХМАТОВ, д-р техн. наук, профессор, профессор научно- организационного отдела, Санкт-Петербургский университет ГПС

МЧС России (Россия, 196105, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 149;

e-mail: zet.pulse@gmail.com)

С. А. ТУРСЕНЕВ, канд. техн. наук, начальник научно-организационного отдела, Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России (Россия,

196105, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 149; e-mail: stursenev@ya.ru)

М. В. ЧЕРНЫШОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры “Плазмогазо- динамика и теплотехника”, Балтийский государственный технический университет “ВоенМех” им. Д. Ф. Устинова (Россия, 190005, г. Санкт-Петербург,

1-я Красноармейская ул., 1; e-mail: mvcher@mail.ru)

А. А. АДАЕВ, ООО “ПрогрессПожСервис” (Россия, 446100, Самарская обл., г. Чапаевск, ул. Чапаева, 10; e-mail: aladaev2006@yandex.ru)

А. В. БЕКАСОВ, ООО “ПрогрессПожСервис” (Россия, 446100, Самарская обл., г. Чапаевск, ул. Чапаева, 10; e-mail: albekasov@yandex.ru)

УДК 654.924.5

НОВЫЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭВАКУАЦИИ

В ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ С МАССОВЫМ

ПРЕБЫВАНИЕМ ЛЮДЕЙ

Показано, что новый мини-огнетушитель превосходит существующие огнетушители как в каче- ственном отношении (обеспечивая возможность эвакуации и безопасного тушения горящей одежды на человеке), так и по своим характеристикам (эффективности, дальности, масштабу воздействия, степени безопасности). Обосновывается необходимость широкого внедрения уникальных компактных устройств осаждения дыма в практику обеспечения эвакуации из об- щественных зданий, в частности из торговых центров. Рассматривается распылитель новой кон- струкции, не имеющий ограничений для применения в общественных зданиях с массовым пре- быванием людей. Даются описание и анализ экспериментов. Разработаны рекомендации по применению распылителя, обсуждается дальнейшее развитие его конструкции.

Ключевые слова: торгово-развлекательный комплекс; пожар; токсичный дым; эвакуация; им- пульсный огнетушитель; осаждение дыма; сбивание пламени; обеспечение путей эвакуации.

DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.61-69

Введение                                  [1, 2] отмечают, что ее нынешнее состояние не со-
Актуальность рассматриваемой проблемы объясня-                    ответствует уровню пожарной опасности ТРЦ.
ется многочисленными фактами массовой гибели                      В России и во многих промышленно развитых стра-
людей от токсичного дыма при пожарах на диско-                    нах многократно и с многочисленными жертвами
теках, в торгово-развлекательных центрах (ТРЦ) и                  возникали пожары в домах инвалидов, помещениях
других общественных зданиях. В статье обосновы-                   дискотек, больницах, ТРЦ и других аналогичных
вается необходимость широкого внедрения уникаль-                  зданиях [2, 3]. Так, например, последний разруши-
ных компактных устройств осаждения дыма в прак-                   тельный пожар возник в самом большом торгово-
тику обеспечения эвакуации из общественных зда-                   развлекательном комплексе Германии “Европа-
ний, в частности из торговых центров. Необходи-                   Паркинг” (май 2018 г.).
мость разработки и производства таких устройств                       Основной особенностью развития пожара в ТРЦ
обусловлена отсутствием недорогих, компактных,                    является его обнаружение, когда пламя и дым уже
долговечных технических средств, способных эф-                    быстро распространяются по помещениям в резуль-
фективно осаждать дым и сбивать пламя хотя бы на                  тате ненормативного применения легковоспламеня-
участке 5–10 м для обеспечения возможности эва-                   емых и сильногорючих отделочных, облицовочных
куации людей в безопасное место.                                  материалов, выделяющих при пожаре густые клубы
Анализируя уровень пожарного риска в ТРЦ, со-                  сильно ядовитого дыма [3, 4]. Дети и даже взрослые
стояние техники, обеспечивающей их противопо-                     нередко не успевают покинуть помещения из-за
жарную защиту и эвакуацию из них, многие авторы                   быстро распространяющихся клубов дыма, что хо-

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5 61

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

рошо видно на записях видеокамер наблюдения.            ях, когда инструкции по обеспечению безопасности
По этой же причине и спасение их затруднено: по-        безукоризненно соблюдаются: открыты все эвакуа-
жарные, охранники, добровольцы, спасающие лю-           ционные выходы, работают современные датчики,
дей, сами могут внезапно потерять сознание.             системы оповещения дублированы и оснащены
В ТРЦ функционируют кинотеатры, фудкорты,           аналитическими модулями против ложных сраба-
супермакеты электроники, продовольственные ма-          тываний.
газины, боулинг, детский центр с аттракционами,             Таким образом, надежность и эффективность тра-
отделения банков. При всем обилии современной           диционных спринклерных систем в условиях поме-
техники, служащей интересам бизнеса, в ТРЦ часто        щений большой площади и объема, насыщенных
не работают системы оповещения, которые отклю-          быстрогорящими материалами с высокой интенсив-
чают во избежание ложных срабатываний [2, 4].           ностью дымообразования, со сложными и протя-
Владельцы ТРЦ экономят на более совершенных             женными путями эвакуации, весьма низки. Пневма-
датчиках, их дублировании и аналитических моду-         тические, пневмоимпульсные и гидравлические
лях, практически исключающих ложную тревогу.            стандартные средства тушения часто неработоспо-
Кроме того, часто не работают спринклерные и            собны и практически бесполезны в руках необучен-
дренчерные системы орошения, закрываются эва-           ных охранников, и тем более посетителей, не име-
куационные выходы, что относится к грубым нару-         ющих навыков работы с ними в условиях пожара.
шениям правил техники безопасности со стороны           Для вывода людей из зоны пожара охранники долж-
администрации и охраны ТРЦ.                             ны иметь эффективные компактные средства осаж-
Типовые проекты дешево и быстро возводимых          дения дыма и сбивания пламени на путях эвакуации.
зданий торговых центров отличаются высокой по-              Цель настоящей статьи — обоснование необ-
жароопасностью. Особенности их конструкций, ма-         ходимости широкого внедрения уникальных, ком-
териалы отделки, поролоновые маты в игровых зонах       пактных устройств осаждения дыма в практику обес-
и другие аналогичные факторы способствуют быст-         печения эвакуации из общественных зданий, в част-
рому распространению пламени и токсичного дыма,         ности из торговых центров. В настоящей статье
отрезающих пути эвакуации, что повышает веро-           решаются следующие задачи: обоснование конст-
ятность гибели людей. Еще результаты расследо-          рукции распылителя, не имеющего ограничений
вания катастрофического пожара в торгово-развле-        для применения в общественных зданиях с массо-
кательном центре “Адмирал” (г. Казань, 2015 г.)         вым пребыванием людей; выбор прототипа массо-
красноречиво подтвердили выводы специалистов            вого применения; описание и анализ проведенных
ООО “Colliers International”, строящего быстровоз-      экспериментов; разработка рекомендаций по при-
водимые здания: “Нельзя переделывать старые бе-         менению распылителя и обоснование дальнейшего
тонные здания в новые с помощью быстровозводи-          развития его конструкции.
мых конструкций, тем более в масштабные ТРЦ —
это нужно строго запретить. Однако таких зданий                   Обоснование нового метода
ТРЦ много, закрыть их нереально — какие же дру-                       и техники спасения
гие пути можно предложить?” [2].
В ТРЦ и других пожароопасных общественных               Для реализации нового метода и соответству-
местах со сложными протяженными путями эваку-           ющей технологии спасения в условиях густой ток-
ации детям нельзя находиться без родителей. Как         сичной задымленности предлагается создать новое
показала, например, трагедия в кемеровской “Зим-        компактное импульсно-распылительное устрой-
ней вишне”, на детских сеансах в кинотеатрах,           ство. Оно должно быть предельно простым в обра-
представлениях в театрах и на дискотеках несовер-       щении (на уровне новогодних хлопушек) и в то же
шеннолетние должны находиться под наблюдением           время эффективным при сбивании пламени, осаж-
квалифицированного персонала, в том числе охран-        дении оптически плотного дыма и нейтрализации
ников, обученных организации эвакуации и регу-          токсичных продуктов горения. Распылители нового
лярно тренирующихся. Мы предлагаем оснастить            типа планируется сделать дешевыми и надежными
охранные структуры эффективными компактными             (безотказными), способными распылять на дальние
распылителями для осаждения и нейтрализации             расстояния в виде локальных вихрей экологически
токсичного дыма, сбивания пламени в целях обес-         чистые, нетоксичные огнетушащие агенты (напри-
печения безопасного пути эвакуации. Распылители         мер, гели, воду и растворы). Благодаря этому данные
удобны для ношения (например, на поясе) и могут         устройства, как и средства импульсного пожароту-
храниться в шкафчиках (до нескольких десятков)          шения в целом, будут обладать широчайшим спект-
под контролем охранников в игровых и зрительных         ром практического применения [4–7].
залах, детских комнатах, а также на путях эвакуа-           Принцип действия таких устройств является ка-
ции в коридорах. Это необходимо даже в тех случа-       чественно новым. Он состоит в создании газока-

62 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

пельного шквала со следующими основными осо-                               2) отсутствие необходимости сервисного обслу-
бенностями: несущей газовой фазой; многовихревой                       живания или его минимизация;
структурой, устойчивой к разрушающему аэроди-                              3) возможность долговременного хранения
намическому воздействию; широким слабым удар-                          (до 10–15 лет) в широком диапазоне температур
ным фронтом. Шквал c ударно-волновым фронтом                           (от минус 50 до +60 °С) и других природных ус-
[7–11], играющим роль фильтра частиц дыма мик-                         ловий;
ронных размеров, в зависимости от характерных                              4) стабильность действия в данном диапазоне
размеров капель и расстояния между ними может                          температур и природных условий;
быстро осадить дым по всей длине коридора и на                             5) современная криминальная обстановка в Ев-
краткий период времени создать проход для без-                         ропе, которая диктует необходимость использова-
опасной эвакуации. Нередко такой шквал способен                        ния для защиты компактного, постоянно носимого
потушить источник дыма в пористых, тканевых,                           устройства самозащиты. Это особенно актуально для
твердых искусственных материалах или сбить пла-                        молодых женщин, девушек, подростков, подверга-
мя на пути эвакуации [12–17].                                          ющихся нападениям криминальных элементов.
Существует множество типов ракет, предназна-
Обоснование выбора конструкции                                  ченных для аварийной сигнализации, передачи ин-
распылителя и его прототипа                                   формации, освещения и других целей. Туристы, аль-
из готовых изделий сигнально-                                  пинисты и другие путешественники чаще всего ис-
спасательного назначения
пользуют ракеты в качестве аварийного сигнального
Результаты анализа широкого диапазона различ-                       средства.
ных изделий показывают, что наилучшим прото-                               При выборе базовой модели для создания на-
типом компактного дымоосадителя — мини-огне-                           дежных импульсных распылителей, осаждающих
тушителя являются сигнальные ракеты вследствие                         дым, следует предпочесть пиротехнические изделия,
целого ряда причин:                                                    выполненные на заводах оборонного профиля со
1) простота устройства и приведения в дейст-                        строгим контролем качества. К их числу относятся
вие. Пожаротушащее устройство приводится в дей-                        военные и штатные аварийные сигнальные ракеты и
ствие минимальным количеством простых движе-                           фальшфейеры промышленного изготовления. Такие
ний: достать, снять защитный колпачок, навести                         “фейерверки” качественно более надежны и без-
прицел на очаг пожара, дернуть за шнур пускового                       опасны в обращении, чем собранные в полукустар-
устройства. Эти движения единственно возможны                          ных мастерских. Корпуса ракет предпочтительны
при обращении с данным устройством, не требуют                         не “бумажные”, а изготовленные, как минимум,
длительных навыков и тренировок для правильного                        из толстого прессованного картона или пластмассы
прицеливания и инициирования распылительного                           с металлическими усилительными кольцами. Кор-
выстрела [18–20]. Кроме того, алгоритм движений                        пуса должны обладать максимальной твердостью и
знаком практически всем с детства по обращению с                       герметичностью. Все парашютные ракеты и другие
новогодними хлопушками;                                                пиротехнические сигнальные средства конструк-

Рис. 1. Мини-огнетушители вместимостью 0,4 л образца 2018 г. на стенде Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС

России (а) и крупным планом (б), разработанные проф. В. Д. Захматовым (в)

Fig. 1. Mini-extinguisher 0.4 liter at “Little Boy”, made in 2018 year at the stand of the University of the State Fire Service of the Mi- nistry of Emergency Measures of Russia (a) and mini-extinguisher 0.4 liter close-up (b), designed by prof. Vladimir Zakhmatov (v)

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

тивно подготовлены к выстрелу, поэтому обращать-        чивается от 0,1 до 2 м2. При распылении 350–400 г
ся с ними следует с соблюдением особой осторож-         водных растворов ОПС участок стабильного полета
ности.                                                  — “жизни” сплошного фронта газоводяного шквала
Опыт производства прототипов портативных по-        составляет 10–15 м от среза ствола. Площадь фрон-
жаротушащих устройств показывает, что сборка            та на этом участке увеличивается от 0,1 до 2,5 м2.
распылителя выстрелом занимает существенно              Исходя из этих экспериментально полученных за-
(в 2–3 раза) меньше времени по сравнению со сбор-       кономерностей работы мини-распылителя, и надо
кой сигнальной ракеты калибра 26 или 40 мм ввиду        осуществлять его эксплуатацию. Дальность распы-
сокращения количества операций и сборочных эле-         ления, длина наиболее эффективного участка тра-
ментов с 35 до 14. Многие детали сигнальной раке-       ектории и площадь фронта на этом участке зависят
ты, не нужные для решения задачи борьбы с огнем         от вида, массы, агрегатного состояния и плотности
и дымом, сложны конструктивно и дороги в про-           состава, а также от динамических параметров фрон-
изводстве, поэтому себестоимость производства           та, исходя из требуемого вида его функционального
импульсного распылителя выстрелом снижается             воздействия. Эти параметры с трудом поддаются
в 1,8–2 раза по сравнению с сигнальной ракетой.         расчету методами вычислительной гидрогазодина-
Опытно-промышленные образцы новых мини-рас-             мики ввиду нестационарности и сложности про-
пылителей — мини-огнетушителей показаны на              цессов межфазного взаимодействия и тепломассо-
рис. 1.
обмена. Поэтому реален только эмпирический путь
определения взаимосвязи параметров распыления
Методика испытаний
— длины траектории, изменения площади фронта
Испытания новых устройств импульсного по-           вихря и функциональной эффективности мини-рас-
жаротушения и осаждения продуктов горения про-          пылителя.
водились на открытой местности, а также в крупно-           Экспериментально определены следующие па-
размерном ангаре для исключения влияния ветра.          раметры функционального воздействия шквала при
Процесс и результаты испытаний фиксировались            тонкодисперсном распылении воды разработанным
видеосъемкой и визуально. Для имитации дыма при-        устройством:
менялись стандартные дымовые шашки, дающие              l   быстрое сбивание пламени и осаждение густого
густые клубы дыма. Для оценки дальности и эффек-
дыма на расстоянии 10–15 м;
тивности тушения использовались стандартные мо-
l   тушение горящей одежды на человеке на рас-
дельные очаги А (сосновые плашки 40ґ40ґ400 мм,
стоянии до 6–8 м;
штабель плашек 400ґ400ґ400 мм) и нестандартные,
созданные разлитием бензина на цементном или ас-
l   отсутствие раздражающего действия;
фальтовом полу ангара.                                  l   реабилитация человека, находящегося в бессо-
Для приведения разработанного распылителя в             знательном или паническом состоянии.
действие необходимо совершить четыре простых по-            По своим габаритам импульсные мини-огнету-
следовательных действия: 1) выбрать позицию туше-       шители могут быть карманными, обеспечивающими
ния на расстоянии не менее 1–2 м от очага пожара;       функциональное воздействие в радиусе до 3–8 м;
2) снять предохранительную крышку со среза ствола;      набедренного и поясного ношения, эффективно дей-
3) направить распылитель на очаг пожара таким об-       ствующими на расстоянии до 10–15 м. Эффектив-
разом, чтобы вихрь распыленного огнетушащего со-        ность воздействия означает, что на указанных рас-
става накрыл своим фронтом сразу всю площадь воз-       стояниях разработанные мини-огнетушители:
горания или ее часть (до 1 м2 горящей поверхности       l   тушат различные возгорания, в том числе от спе-
без учета неровностей — выемок и впадин); 4) резко          циальных зажигательных составов (например,
выдернуть вытяжной шнур, прикрепленный к про-               напалма), применяемых в диверсионных устрой-
волочной терке.                                             ствах и зажигательном оружии;
l   тушат горящую одежду на человеке, например
Результаты испытаний                            на полицейском при попадании в него бутылки с
Функциональное воздействие вихря (тушение,               “коктейлем Молотова” (рис. 2);
осаждение дыма, сбивание пламени) наиболее эф-          l   справляются с локальными пожарами классов А
фективно на участке полета его сплошного фронта.            (твердые горящие материалы), В (горящие жид-
При распылении 350–400 г огнетушащих порошко-               кости), С (горящие газы), D (электрооборудова-
вых составов (ОПС) ПСБ-3 и “Пирант” этот учас-              ние под напряжением);
ток на траектории полета фронта газопорошкового         l   обеспечивают остановку и нейтрализацию ата-
вихря простирается на расстояние до 18–22 м от              кующего злоумышленника одним распылом с
устройства. Площадь фронта на этом участке увели-           дистанции до 20 м.

64 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

Мини-огнетушители разработанной конструк-
ции имеют следующие преимущества по сравне-
нию с газовым баллончиком при индивидуальном
применении в целях обеспечения безопасности:
l  воздействие только на цель (отсутствие обрат-
ного воздействия на того, кто его применяет);
l  высокая вероятность попадания широким фрон-
тов шквала (площадь фронта мини-вихря в диа-
пазоне от 0,1 до 1,5 м2 быстро возрастает вдоль
дистанции распыления);
l  значительная дальность действия (до 10–20 м —
для мини-огнетушителя, 0,5–1,0 м — для бал-
лончика);
Рис. 2. Пример тушения горящего манекена в шлеме и форме           l  гарантия безотказного срабатывания на 5–10 лет
полицейского опытным мини-огнетушителем                               (для портативного газового баллона — на 2–3 мес.
Fig. 2. An example of extinguishing out a burning policeman in        при одинаковой стоимости изделия);
a helmet and uniform by an experienced mini fire extinguisher      l  нетоксичность действия (в отличие от газа бал-
лончика, который может выжечь глаза, носоглот-
Мини-распылители создают газопылевые вихри                         ку, рот);
и газоводяные шквалы, содержащие в виде тонко-                     l  возможность применения порошков с перцовой
дисперсной фазы:                                                      добавкой, наиболее эффективных из числа не-
l  огнетушащие гели и жидкости, включая соста-                        токсичных.
вы, создающие при взаимодействии с воздухом
клейкие, герметичные пленки;                                                Опыт применения прототипов
l  огнетушащие составы, допущенные для приме-                                   распылителя, выпущенных
нения в помещениях с людьми. К ним может от-                                  с участием автора идеи
носиться, например, порошок, создающий силь-                        Мини-огнетушители вместимостью 0,15; 0,25 и
ное раздражающее воздействие на органы зрения,                  0,33 л (см. таблицу) выпускались в советское время
дыхания, обоняния, которое не имеет вредных                     и в 1990-е годы промышленными партиями. В част-
последствий;                                                    ности, в 1979 г. ПО “Сигнал” (г. Челябинск) выпус-
l  природные материалы, экологически чистые, не-                   тило 12 тыс. мини-огнетушителей “Олимпиада” 0,15 л
токсичные (песок, вода), слабоактивные (пище-                   на базе корпусов и воспламенителей сигнальных
вая сода), и инертные пыли, останавливающие и                   ракет калибра 40 мм по заказу органов правопоряд-
раздражающие организм при определенных ди-                      ка, обеспечивающих безопасность на Московской
намических режимах подачи, но не наносящие                      Олимпиаде (1980 г.), в качестве карманных распы-
травм, химических ожогов и увечий. Человече-                    лителей для правоохранителей в штатском. В пери-
ский организм сам справляется с последствиями                   од проведения Олимпиады они были использованы
их воздействия без помощи врача;                                для тушения 3 чел. в горящей одежде, подавления
l  красящие составы для применения полицией при                    более 250 возгораний и прекращения до 150 мелких
контроле массовых беспорядков.                                  драк без нанесения травм и причинения отравлений.

Характеристики мини-огнетушителей / Parameters of mini-extinguishers

Мини-огнетушитель / Mini-extinguisher

Параметр Импульс-0,33/ Многоразовый +

Олимпиада-80/

Parameter Импульс-04 5 контейнеров

Малыш

Impulse-0,33/ Multi-usage +

Olimpiada-80/Kid

Impulse-0,4 5 containers

Масса общая, г / Total weight, gr 450/750 900/700 3500 (1000 + 500ґ5)

Масса распыляемого состава, кг / Spray mass, kg 125/250 250/400 1980 (330 + 330ґ5)

Радиус тушения, м / Extinguish range, m 1,5/2,5 4/4–12 3,5

Площадь тушения, м / Area of extinguish, m

2

0,25/0,5 0,5/1 4,5–6

Длина ствола, мм / Barrel’s long, mm 165/260 170/220

Диаметр ствола, мм / Barrel’s caliber, mm 40 50

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

В 1994–1996 гг. в Киеве выпускался мини-огне-           ного эффекта на обороняющегося быстрее, лучше и
тушитель “ОПЭ-1” вместимостью 0,33 л в количе-          надежнее, чем газовые баллончики и пистолеты.
стве 10 тыс. шт. Все изделия были реализованы по        Поэтому несколько таких огнетушителей должны на-
цене в 6–8 раз выше себестоимости их производства.      ходиться в багажниках полицейских автомобилей,
В 1992–1994 гг. на заводе в Самарской обл. выпус-       мотоциклов, на постах объектовой полиции, дежур-
тили партию мини-огнетушителей “Малыш” вмес-            ных, охранников и другого персонала различных
тимостью 0,25 л в количестве 900 тыс. шт. Причи-        объектов массового пользования (торговых цент-
ной отсутствия дальнейшего развития этих проектов       ров, кинотеатров, театров, стадионов). Другая при-
(см. таблицу) стали неправильные действия выпус-        чина вооружения полицейских такими огнетуши-
кающих фирм по сертификации продукции, нала-            телями состоит в том, что, как правило, полиция
живанию рынка сбыта и отсутствие современной            значительно раньше пожарных прибывает на место
рекламы.                                                автомобильных аварий и не может спасти людей из
горящих автомобилей.
Обсуждение результатов.                         Данный распылитель можно эффективно при-
Рекомендации по применению                      менять для самозащиты путем распыления штат-
мини-распылителей                          ных раздражающих составов, инертной пыли или
Эксперименты показали, что импульсные мини-         слабораздражающих огнетушащих порошков. Ско-
распылители вместимостью 0,4 л с терочным ини-          ростной плотный фронт газопорошкового вихря мно-
циатором тушат различные возгорания, включая под-       гократно усиливает раздражение по сравнению с
жоги посредством зажигательных составов; чело-          малоподвижным воздушно-порошковым облаком.
века в горящей одежде (например, полицейского при       Точное определение оптимальных параметров воз-
попадании в него бутылки с “коктейлем Молотова”)        действия и скоростных диапазонов требует прове-
[19, 20], локальные пожары классов А–F.                 дения дальнейших экспериментов.
Шквалы c толщиной фронта 0,5–1,0 м, создава-
емые распылителями, могут осадить густой дым в                               Выводы
коридоре на участке длиной 10–15 м в течение 1 с
и на краткий период времени (2–5 с) очистить пути          Новый мини-огнетушитель превосходит суще-
эвакуации для людей от дыма. Фронт шквала спосо-        ствующие как в качественном отношении, обеспе-
бен также эффективно и быстро потушить источник         чивая возможность эвакуации и безопасного туше-
дыма в пористых, тканевых, твердых искусствен-          ния горящей одежды на человеке, так и по своим
ных материалах или сбить пламя на пути эвакуации.       характеристикам (эффективности, дальности, мас-
Поэтому такие распылители (20–30 шт.) должны            штабу воздействия и степени безопасности).
быть на постах охранников в ТРЦ, у охранников в            Можно рекомендовать новый вид огнетушителя
игровых комнатах, а также размещаться с интерва-        для сертификации и дальнейшей организации се-
лом 10–20 м на путях эвакуации в специальных на-        рийного производства в целях широкого примене-
стенных держателях.                                     ния в общественных зданиях для защиты людей и
Разработанные распылители дешевы, просты и          обеспечения их эвакуации.
надежны в эксплуатации. Они могут потушить го-             Рынок сбыта миниатюрного огнетушителя пред-
рящую одежду на людях в течение 1–2 с, что с высо-      ставляется очевидным: торговые комплексы; офисы;
кой вероятностью спасет их от тяжелых болезнен-         места массового скопления людей — кинозалы, те-
ных ожогов. Поэтому такие распылители должны            атры, музеи, здания, где проводятся дискотеки, вы-
быть в наличии у сотрудников противопожарной            ставки, конференции; автомобили; квартиры, кори-
службы, которые должны носить их в специальных          доры и лестничные клетки в многоэтажных домах,
набедренных карманах во время работы по тушению         особенно в небоскребах; промышленные объекты —
пожара.                                                 заводы, склады, подземные сооружения (в первую
Ударный фронт шквала или вихря, создаваемый         очередь нефтегазовые), химические производства,
этими распылителями, способен остановить и нейт-        энергетические объекты, включая атомные электро-
рализовать бандита одним распылением без обрат-         станции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калач А. В., Петров Е. Ю., Федянин В. И. Применение новых систем пожарной безопасности по предупреждению возникновения пожара в торгово-развлекательном комплексе “Московский проспект” // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации по- следствий чрезвычайных ситуаций. — 2012. — № 1(3). — С. 334–337.

66 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

2. Мальцев А. Н. Внедрение автоматических систем пожаротушения в торговых комплексах //

NovaInfo.Ru. — 2016. — Т. 2, № 53. — С. 66–70.

3. Харченко И. А., Климась Р. В., Скоробагатько Т. Н., Якименко Е. Ф. Токсичность продуктов го- рения — основная причина гибели людей вследствие пожаров // Актуальные проблемы транс- портной медицины. — 2006. — № 4(6). — С. 41–45.

4. Хоанг Тхо Дык, Корольченко А. Я. Выбор системы оповещения и управления эвакуацией при по- жаре // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Exploson Safety. — 2013. — Т. 22, № 1. — С. 69–75.

5. Recht R. F. High velocity impact dynamics: analytical modeling and plate penetration dynamics //

High velocity impact dynamics / Zucas J. A. (ed.). — New York : John Willey & Sons, 1990. —

P. 443–513.

6. Han J., Tryggvason G. Secondary breakup of axisymmetric liquid drops. II. Impulsive acceleration //

Physics of Fluids. — 2001. — Vol. 13, No. 6. — P. 1554–1565. DOI: 10.1063/1.1370389.

7. Thomas G. O. On the conditions required for explosion mitigation by water sprays // Process Safety and

Environmental Protection. — 2000. — Vol. 78, Issue 5. — P. 339–354. DOI: 10.1205/095758200530862.

8. Duan R.-Q., Koshizuka S., Oka Y. Numerical and theoretical investigation of effect of density ratio on the critical Weber number of droplet breakup // Journal of Nuclear Science and Technology. — 2003.

— Vol. 40, No. 7. — P. 501–508. DOI: 10.1080/18811248.2003.9715384.

9. Segal S., Chandy A., Mikolaitis D. Breakup of droplets under shock impact // Advances in confined de- tonations / Roy G. D., Frolov S. M., Santoro R. J., Tsyganov S. A. (eds.). — Moscow : Torus Press,

2002. — P. 127–132.

10. Zakhmatov V. D., Silnikov M. V., Chernyshov M. V. Devices to beat out the flames of rocket propulsive jets at spaceship starting // European Journal of Natural History. — 2016. — No. 4. — P. 72–79.

11. Yanson L., Phariss M., Hermanson J. Effects of liquid superheat on droplet disruption in a supersonic stream // 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (10–13 January 2005, Reno, Nevada). —

Paper AIAA 2005-351. DOI: 10.2514/6.2005-351.

12. Luxford G., Hammond D. W., Ivey P. Role of droplet distortion and break-up in large droplet aircraft icing // 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (5–8 January 2004, Reno, Nevada). —

Paper AIAA 2004-411. DOI: 10.2514/6.2004-411.

13. Park S. W., Kim S., Lee C. S. Breakup and atomization characteristics of mono-dispersed diesel droplets in a cross-flow air stream // International Journal of Multiphase Flow. — 2006. — Vol. 32, No. 7. —

P. 807–822. DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2006.02.019.

14. Duan R.-Q., Koshizuka S., Oka Y. Two-dimensional simulation of drop deformation and breakup at around the critical Weber number // Nuclear Engineering and Design. — 2003. — Vol. 225, No. 1. —

P. 37–48. DOI: 10.1016/s0029-5493(03)00137-7.

15. Nomura K., Koshizuka S., Oka Y., Obata H. Numerical analysis of droplet breakup behavior using particle method // Journal of Nuclear Science and Technology. — 2001. — Vol. 38, No. 12. —

P. 1057–1064. DOI: 10.3327/jnst.38.1057.

16. Чернышов М. В., Данилов Н. А. Исследование и оптимизация ударно-волновых систем и структур в задачах аэрогазодинамики и взрывозащиты // XI Всероссийский съезд по проблемам теорети- ческой и прикладной механики : сб. докл. — Казань : Изд-во Казан. ун-та, 2015. — С. 4067–4070.

17. Бочкарева Е. М., Немцев В. А., Сорокин В. В., Терехов В. В., Терехов В. И. Снижение давления пара при конденсации на холодных каплях жидкости // Инженерно-физический журнал. —

2016. — Т. 89, № 3. — С. 542–547.

18. Zakhmatov V. D., Silnikov M. V., Chernyshov M. V. Overview of impulse fire-extinguishing system applications // Journal of Industrial Pollution Control. — 2016. — Vol. 32, No. 2. — P. 490–499.

19. Захматов В. Д., Пузыня О. В. Защита полицейских в условиях массовых беспорядков // Защита и безопасность. — 2014. — № 2(69). — C. 10–11.

20. Zakhmatov V. Torud, pommid ja labidad — plahvatuslik tuletorjetehnoloogia // Inseneeria (Tallinn,

Estonia). — 2014. — No. 2. — Р. 14–20.

Материал поступил в редакцию 21 марта 2018 г.

Для цитирования: Захматов В. Д., Турсенев С. А., Чернышов М. В., Адаев А. А., Бекасов А. В.

Новые средства обеспечения эвакуации в общественных зданиях с массовым пребыванием лю- дей // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. — 2018. — Т. 27, № 5. — С. 61–69.

DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.61-69.

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

NEW MEANS OF PROVIDING EVACUATION IN PUBLIC

BUILDINGS WITH MASS STAY OF PEOPLE

ZAKHMATOV V. D., Doctor of Technical Sciences, Professor,

Professor of Scientific and Organizational Department, Saint

Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia

(Moskovskiy Avenue, 149, Saint Petersburg, 196105, Russian Federation;

e-mail: zet.pulse@gmail.com)

TURSENEV S. A., Candidate of Technical Sciences, Head of Scientific and Organizational Department, Saint Petersburg University of State

Fire Service of Emercom of Russia (Moskovskiy Avenue, 149, Saint Petersburg,

196105, Russian Federation; e-mail: stursenev@ya.ru)

CHERNYSHOV M. V., Doctor of Technical Sciences, Professor of Plasmogazodynamics and Heat Engineering Department, Baltic

State Technical University “VoenMeh” named after D. F. Ustinov

(1-ya Krasnoarmeyskaya St., 1, Saint Petersburg, 190005, Russian Federation;

e-mail: mvcher@mail.ru)

ADAEV A. A., OOO ProgressPozhServis (Chapaeva St., 10, Samara Region,

Chapaevsk, 446100, Russian Federation; e-mail: aladaev2006@yandex.ru)

BEKASOV A. V., OOO ProgressPozhServis (Chapaeva St., 10, Samara

Region, Chapaevsk, 446100, Russian Federation; e-mail: albekasov@yandex.ru)

ABSTRACT

Introduction. The purpose of the article is to substantiate the need for widespread implementation of unique compact smoke deposition devices in the practice of providing evacuation from public buildings, in particular shopping centers. The following problems are solved in the article: the ra- tionale for the design of the nebulizer, which has no limitations for use in public buildings with a mass stay of people; choice of the prototype of mass application; description and analysis of the experi- ments; development of recommendations for the use of the nebulizer; the rationale for the further development of its design.

Methodology. It is shown that toxic smoke is a major damaging factor (more than 90 % of people affected by fires in public buildings, including shopping mall). For the deposition of smoke and provide escape routes, sprinkler systems are designed, but they are ineffective for smoke deposition and ineffective in neutralizing toxicity. A whole complex of measures was developed for the urgent alteration of shopping centers, increasing the executive discipline of personnel and building owners, eliminating numerous violations of the construction of prefabricated buildings, replacing flammable finishing materials and fillers of soft toys, intensively emitting smoke, regular training for evacuation from shopping centers, advanced training in protection.

Results and discussion. It is substantiated that the fastest and most effective measure can be the equipping of shopping centers with new manual smoke sedimenting extinguishers — mini fire extinguishers. In the polygon tests, the effectiveness of new devices for creating evacuation routes by the method of precipitation and neutralization of thick toxic smoke was demonstrated. It is shown that the use of these devices does not require special training: they can be effectively used by guards and visitors to shopping centers and other public buildings for self-rescue, putting out burning clothes on a person and creating short passes in smoke. A high range of spraying and quenching by mini fire extinguishers has been identified. Their advantages are proved in comparison with stationary sprinkler systems, according to the instructions intended.

Conclusions. It is expedient and necessary to create and certify the production of new impulse sprayers with compactness, durability, efficiency, and to conduct an advertising campaign based on the results presented, to create a regulatory framework and legislative support for the introduction of such sprayers in the interests of the safety of visitors to the SEC, discotheques and other public buildings

Keywords: shopping and entertainment center; conflagration; toxic spoke; evacuation; pulse fire extinguisher; smoke deposition; flame beating; evacuation way support.

68 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

REFERENCES

1. Kalach A. V., Petrov E. Yu., Fedyanin V. A I. Application of new fire safety systems for prevention of conflagration in shopping and entertainment center “Moskovsky Prospekt”. Sovremennyye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoy oborony i likvidatsii posledstviy chrezvychaynykh situatsiy / Modern Tech- nologies of Civil Defense and Elimination of Emergencies, 2012, no. 1(3), pp. 334–337 (in Russian).

2. Maltsev A. N. Introduction of automatic fire-extinguishing systems to shopping senters. NovaInfo.Ru,

2016, vol. 2, no. 53, pp. 66–70 (in Russian).

3. Kharchenko I. A., Klimas R. V., Skorobagatko T. N., Yakimenko E. F. Toxicity of combustion products is the main cause of loss of life as a result of fires. Aktualnyye problemy transportnoy meditsiny / Actual

Problems of Transport Medicine, 2006, no. 4(6), pp. 41–45 (in Ukrainian).

4. Hoang Tho Duc, Korolchenko A. Ya. Selection system of warning and evacuation control during a fire.

Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2013, vol. 22, no. 1, pp. 69–75 (in Russian).

5. Recht R. F. High velocity impact dynamics: analytical modeling and plate penetration dynamics. In:

Zucas J. A. (ed.). High velocity impact dynamics. New York, John Willey & Sons, 1990, pp. 443–513.

6. Han J., Tryggvason G. Secondary breakup of axisymmetric liquid drops. II. Impulsive acceleration.

Physics of Fluids, 2001, vol. 13, no. 6, pp. 1554–1565. DOI: 10.1063/1.1370389.

7. Thomas G. O. On the conditions required for explosion mitigation by water sprays. Process Safety and

Environmental Protection, 2000, vol. 78, issue 5, pp. 339–354. DOI: 10.1205/095758200530862.

8. Duan R.-Q., Koshizuka S., Oka Y. Numerical and theoretical investigation of effect of density ratio on the critical Weber number of droplet breakup. Journal of Nuclear Science and Technology, 2003, vol. 40, no. 7, pp. 501–508. DOI: 10.1080/18811248.2003.9715384.

9. Segal S., Chandy A., Mikolaitis D. Breakup of droplets under shock impact. In: Roy G. D., Frolov S. M.,

Santoro R. J., Tsyganov S. A. (eds.). Advances in confined detonations. Moscow, Torus Press, 2002, pp. 127–132.

10. Zakhmatov V. D., Silnikov M. V., Chernyshov M. V. Devices to beat out the flames of rocket propulsive jets at spaceship starting. European Journal of Natural History, 2016, no. 4, pp. 72–79.

11. Yanson L., Phariss M., Hermanson J. Effects of liquid superheat on droplet disruption in a supersonic stream. In: 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (10–13 January 2005, Reno, Nevada), paper AIAA 2005-351. DOI: 10.2514/6.2005-351.

12. Luxford G., Hammond D. W., Ivey P. Role of droplet distortion and break-up in large droplet aircraft icing. In: 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (5–8 January 2004, Reno, Nevada), paper

AIAA 2004-411. DOI: 10.2514/6.2004-411.

13. Park S. W., Kim S., Lee C. S. Breakup and atomization characteristics of mono-dispersed diesel droplets in a cross-flow air stream. International Journal of Multiphase Flow, 2006, vol. 32, no. 7, pp. 807–822.

DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2006.02.019.

14. Duan R.-Q., Koshizuka S., Oka Y. Two-dimensional simulation of drop deformation and breakup at around the critical Weber number. Nuclear Engineering and Design, 2003, vol. 225, no. 1, pp. 37–48.

DOI: 10.1016/s0029-5493(03)00137-7.

15. Nomura K., Koshizuka S., Oka Y., Obata H. Numerical analysis of droplet breakup behavior using particle method. Journal of Nuclear Science and Technology, 2001, vol. 38, no. 12, pp. 1057–1064.

DOI: 10.3327/jnst.38.1057.

16. Chernyshov M. V., Danilov N. A. Study and optimization of shock-wave structures in problems of aero- gasodynamics and blast protection. In: XI Vserossiyskiy syezd po problemam teoreticheskoy i priklad- noy mekhaniki. Sbornik dokladov [Proceedings of XI All-Russian Congress of Theoretical and Applied

Mechanics]. Kazan, Kazan University Publ., 2015, pp. 4067–4070 (in Russian).

17. Bochkareva E. M., Terekhov V. V., Terekhov V. I., Nemtsev V. A., Sorokin V. V. Reduction in the vapor pressure in condensation on cold droplets of a liquid. Journal of Engineering Physics and Thermo- physics, 2016, vol. 89, issue 3, pp. 553–558.

18. Zakhmatov V. D., Silnikov M. V., Chernyshov M. V. Overview of impulse fire-extinguishing system applications. Journal of Industrial Pollution Control, 2016, vol. 32, no. 2, pp. 490–499.

19. Zakhmatov V. D., Puzynya O. V. Protection of policemen in mass disturbances. Zashchita i bezopas- nost / Protection and Security, 2014, no. 2(69), pp. 10–11 (in Russian).

20. Zakhmatov V. Torud, pommid ja labidad — plahvatuslik tuletorjetehnoloogia. Inseneeria (Tallinn,

Estonia), 2014, no. 2, pp. 14–20.

For citation: Zakhmatov V. D., Tursenev S. A., Chernyshov M. V., Adaev A. A., Bekasov A. V. New means of providing evacuation in public buildings with mass stay of people. Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2018, vol. 27, no. 5, pp. 61–69 (in Russian). DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.61-69.

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 5