Визначення впливу параметрів фасаду та ширини протипожежного карнизу на запобігання поширення пожежі зовнішніми вертикальними конструкціями будівель

Автор(и)

  • Олександр Іванович Кагітін Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Україна https://orcid.org/0000-0002-2482-8422
  • Роман Богданович Веселівський Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Україна https://orcid.org/0000-0003-3266-578X
  • Андрій Петрович Гаврись Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Україна https://orcid.org/0000-0003-2527-7906
  • Ярослав В’ячеславович Балло Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9044-1293
  • Роман Святославович Яковчук Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Україна https://orcid.org/0000-0001-5523-5569
  • Богдан Михайлович Ковалишин Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-6433-8826

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.303640

Ключові слова:

FDS-моделювання, теплоізоляція, протипожежний карниз, міжповерховий простінок, критична температура, поширення пожежі

Анотація

Об’єктом дослідження є процес поширення пожежі поверхнею конструкцій зовнішніх стін із фасадною теплоізоляцією. В роботі досліджено вплив параметрів фасаду та ширини протипожежного карнизу на запобігання поширення пожежі зовнішніми вертикальними конструкціями на прикладі житлової будівлі. З використанням FDS-моделювання досліджено взаємозв’язки параметрів зовнішніх огороджуючих конструкцій та протипожежного карнизу на процеси обмеження поширення пожежі. Визначено вплив мінімальних параметрів висоти міжповерхового віконного простінку за відсутності протипожежного карнизу на поширення пожежі. Встановлено залежності зміни температури біля поверхні фасаду від ширини протипожежного карнизу та висоти віконного міжповерхового простінку.

На основі серії змодельованих експериментів встановлено, що при значені висоти міжповерхового простінку 1,0 м та відсутності протипожежного карнизу, критичне значення температури становить 250 °С. Це значення відповідає температурі руйнування стандартної металопластикової конструкції вікна. Для випадку коли висота простінку становить 1,0 м, а ширина протипожежного карнизу складає 0,75 м значення температури складає 180 °С. Тобто умова безпеки у 250 °С виконується.

На основі проведених досліджень виявлено залежність щодо критерію не перевищення критичної температури у 250 °С на рівні 1,4 м фасаду поверху будівлі, що розташований над поверхом пожежі. Критерій досягається при ширині протипожежного карнизу не менше 0,4 м та висоті віконного міжповерхового простінку 1,0 м, а також при ширині карнизу 0,5 м та висоті віконного міжповерхового простінку 0,6 м.

Встановлено, що висота віконного міжповерхового простінку має менший вплив ніж ширина протипожежного карнизу, що розділяє поверхи, які розташовані вище

Біографії авторів

Олександр Іванович Кагітін, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Аспірант

Кафедра цивільного захисту та протимінної діяльності

Роман Богданович Веселівський, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра цивільного захисту та протимінної діяльності

Андрій Петрович Гаврись, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра цивільного захисту та протимінної діяльності

Ярослав В’ячеславович Балло, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук, старший дослідник

Науково-дослідний центр протипожежного захисту

Роман Святославович Яковчук, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра цивільного захисту та протимінної діяльності

Богдан Михайлович Ковалишин, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Аспірант

Науково-дослідний центр протипожежного захисту

Посилання

  1. Pro nadannia budivelnoi produktsiyi na rynku: Zakon Ukrainy vid 02.09.2020 No. 850-IX. Vidomosti Verkhovnoi Rady (VVR), No. 14, st. 119. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/850-20#Text
  2. Ballo, Y., Nizhnyk, V., Veselivskyy, R., Kagitin, O. (2023). Influence of the facade slope on fire propagation processes on higher floors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (125)), 43–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288174
  3. Ballo, Y. V., Yakovchuk, R. S., Nizhnуk, V. V., Kahitin, O. I. (2022). Analysis and systematization of types of facade systems of buildings as a prerequisite for improvement of fire-fighting measures. Fire Safety, 40, 5–15. https://doi.org/10.32447/20786662.40.2022.01
  4. Ballo, Y. (2023). Influence of the slope of the facade on the processes of fire spread through the facades of buildings. Scientific Bulletin: Сivil Protection and Fire Safety, 1 (15), 32–40. https://doi.org/10.33269/nvcz.2023.1(15).32-40
  5. Mizuno, T., Kawagoe, K. (1986). Burning behaviour of upholstered chairs. Part 3. Flame and plume characteristics in fire test. Fire Science and Technology, 6 (1/2), 29–37. https://doi.org/10.3210/fst.6.29
  6. Yakovchuk, R., Ballo, Ya., Kuzyk, A., Kagitin, O., Kovalchuk, V. (2021). FDS modeling of the fire-preventing eaves effectiveness to prevent the fire spreading on facade of high-rise buildings. Bulletin of Lviv State University of Life Safety, 23, 39–45. https://doi.org/10.32447/20784643.23.2021.06
  7. Hietaniemi, J., Hostikka, S., Vaari, J. (2004). FDS simulation of fire spread - comparison of model results with experimental data. VTT. Available at: https://publications.vtt.fi/pdf/workingpapers/2004/W4.pdf
  8. Yakovchuk, R., Kuzyk, A., Skorobagatko, T., Yemelyanenko, S., Borys, O., Dobrostan, O. (2020). Computer simulation of fire test parameters façade heat insulating system for fire spread in fire dynamics simulator (FDS). NEWS of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 4 (442), 35–44. https://doi.org/10.32014/2020.2518-170x.82
  9. Jansson, R., Anderson, J. (2012). Experimental and Numerical Investigation of Fire Dynamics in a Facade Test. Rig. In Proceedings of Fire Computer Modeling. Santander. Available at: https://www.researchgate.net/publication/258769012_EXPERIMENTAL_AND_NUMERICAL_INVESTIGATION_OF_FIRE_DYNAMICS_IN_A_FACADE_TEST_RIG
  10. Anderson, J., Jansson, R. (2013). Fire dynamics in façade fire tests: measurement and modelling. Conference: Interflam 2013. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.1.3025.9684
  11. Anderson, J., Jansson, R. (2013). Façade fire tests – measurements and modeling. MATEC Web of Conferences, 9, 02003. https://doi.org/10.1051/matecconf/20130902003
  12. Anderson, J., Boström, L., Jansson, R., Milovanović, B. (2016). Fire dynamics in façade fire tests, Measurement, modeling and repeatability. Applications of Structural Fire Engineering. https://doi.org/10.14311/asfe.2015.059
  13. SP Fire 105. External wall assemblies and facade claddings. Reaction to fire (1994). SP Technical Research Institute of Sweden, 16. Available at: https://assets.grenfelltowerinquiry.org.uk/INQ00014964_SP%20FIRE%20105%E2%80%94Method%20for%20fire%20testing%20of%20fa%C3%A7ade%20materials%2C%20Dnr%20171%E2%80%9079%E2%80%90360%20Department%20of%20Fire%20Technology%2C%20Swedish%20National%20Testing%20and%20Research%20Institute.pdf
  14. BS 8414-1:2015. Fire performance of external cladding systems. Test method for non-loadbearing external cladding systems applied to the masonry face of a building.
  15. Dréan, V., Schillinger, R., Auguin, G. (2016). Fire exposed facades: Numerical modelling of the LEPIR2 testing facility. MATEC Web of Conferences, 46, 03001. https://doi.org/10.1051/matecconf/20164603001
  16. Ballo, Ya., Yakovchuk, R., Nizhnyk, V., Sizikov, O., Kuzyk, A. (2021). Investigation of design parameters facade fire-fighting eaves for prevent the spread of fires on facade structures of high-rise buildings. Fire Safety, 37, 16–23. https://doi.org/10.32447/20786662.37.2020.03
  17. Morgado, H. J. L., Rodrigues, J. P. C. (2015). Balcony Effect on the External Fire Spread into Upper Floors. Journal of Structural Fire Engineering, 6 (4), 255–274. https://doi.org/10.1260/2040-2317.6.4.255
  18. Morgado, H. J., Rodrigues, J. P., Laím, L. (2015). Experimental and numerical study of balcony effect in external fire spread into upper floors. Applications of Structural Fire Engineering.
  19. Čolić, A., Pečur, I. B. (2020). Influence of Horizontal and Vertical Barriers on Fire Development for Ventilated Façades. Fire Technology, 56 (4), 1725–1754. https://doi.org/10.1007/s10694-020-00950-w
  20. Nilsson, M., Husted, B., Mossberg, A., Anderson, J., McNamee, R. J. (2018). A numerical comparison of protective measures against external fire spread. Fire and Materials, 42 (5), 493–507. https://doi.org/10.1002/fam.2527
  21. Nilsson, M. (2016). The impact of horizontal projections on external fire spread - a numerical comparative study. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.27432.57600
  22. Rukavina, M. J., Carević, M., Pečur, I. B. (2017). Fire protection of façades. University of Zagreb. Available at: https://www.grad.unizg.hr/images/50014277/Fire%20Protection%20of%20Facades.pdf
  23. Oleszkiewicz, I. (1989). Heat transfer from a window fire plume to a building facade. ASME HTD – Collected Papers in Heat Transfer, 123, 163–170. Available at: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=f701b2ee-3980-47f8-9cfa-e23e4264b212
  24. Oleszkiewicz, I. (1991). Vertical separation of windows using spandrel walls and horizontal projections. Fire Technology, 27 (4), 334–340. https://doi.org/10.1007/bf01039884
  25. Floyd, J., Forney, G., Hostikka, S., Korhonen, T., McDermott, R., McGrattan, K. (2013). Fire Dynamics Simulator (Version 6) User’s Guide. Vol. 1. National Institute of Standard and Technology.
  26. McGrattan, K., Hostikka, S., McDermott, R., Floyd, J., Weinschenk, C., Overholt, K. (2016). Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide. Vol. 3. National Institute of Standards and Technology.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-05-16

Як цитувати

Кагітін, О. І., Веселівський, Р. Б., Гаврись, А. П., Балло, Я. В., Яковчук, Р. С., & Ковалишин, Б. М. (2024). Визначення впливу параметрів фасаду та ширини протипожежного карнизу на запобігання поширення пожежі зовнішніми вертикальними конструкціями будівель. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.303640

Номер

2024: Article in Press

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Oleksandr Kagitin, Roman Veselivskyi, Andrii Havrys, Yaroslav Ballo, Roman Yakovchuk, Bohdan Kovalyshyn

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.