Информационное и математическое моделирование в строительстве при разработке строительных изделий для обнаружения пожара в соседнем здании

Введение. Проведенный анализ научной литературы и патентной документации показал наличие значительного количества алгоритмов и решений по моделированию отдельных элементов, конструкций, перегородок, перекрытий и стен для обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений. Основные подходы к решению этих проблем связаны с теорией теплопереноса. При этом практически отсутствуют разработки алгоритмов применения строительных изделий для обнаружения пожара в соседнем здании.

Материалы и методы. Использованы информационные технологии для решения практических задач алгоритмизации при строительстве.

Результаты. Разработанный алгоритм применения строительных изделий предполагает проверку двух определенных условий. Это делается для избегания ложного срабатывания пожарного извещателя из-за попадания солнечных лучей и установления факта исправности изделия после пожара. Практическая значимость проведенного исследования заключается также в полученных результатах численного эксперимента. С учетом основ теории и математического моделирования механических и тепловых процессов рассмотрен случай равномерного начального распределения температуры в стальном диске строительного изделия для обнаружения пожара в соседнем здании.

Выводы. Полученные уравнения дают возможность определить температурные поля в стальном диске термочувствительного элемента строительного изделия для обнаружения пожара в соседнем здании в процессе теплоотдачи среде различных газов. Проведенное исследование позволило также выполнить сравнительный анализ динамики изменения полей температур в зависимости от числа Фурье рассматриваемого термочувствительного элемента строительного изделия для разных сред по отдельности: аргона, криптона, ксенона, углекислого газа, а также в вакууме 10–5 мм рт. ст.

1. Патент RU № 209365 U1, МПК E04B 1/88, E04B 1/94, E04C 2/24. Теплоизоляционная и звукоизоляционная перегородка / Ибрагимов Р.А., Евстигнеева Ю.В.; заявл. № 2021119756 от 05.07.2021; опубл. 15.03.2022. Бюл. № 8.

2. Патент RU № 196984 U1, МПК E04B 1/82, E04B 1/94, E04F 13/075, E04F 13/077, B32B 7/12. Звукоизоляционная противопожарная панель / Меняшкин Д.Г.; заявл. № 2019136854 от 15.11.2019; опубл. 23.03.2020. Бюл. № 9.

3. Патент RU № 171102 U1, МПК E04B 1/14, E04B 1/84, E04B 1/94, E04C 2/292, E04B 2/92. Звукоизолирующее ограждение пониженной пожарной опасности / Бобылёв В.Н., Гребнев П.А., Монич Д.В., Тишков В.А., Печников А.В., Печников М.А.; заявл. № 2016122737, 08.06.2016; опубл. 22.05.2017. Бюл. № 15.

4. Патент RU № 2698677 C2 МПК E04B 1/94, E04F 13/16, E04C 2/26, B32B 27/04. Огнестойкая и устойчивая к провисанию акустическая панель / Вайкер Э.Л., Ванг М.Кс., Гирхарт Дж.Х. (US); заявл. № 2015132744 от 16.11.2009; опубл. 28.08.2019. Бюл. № 25.

5. Патент RU № 2655550 С2, МПК E04F 13/075, E04B 1/90, E04B 1/94. Интегрированная пеностекольная плита, эффективная для обеспечения водо- и огнестойкости, теплоизоляции и отделке / Чжан Ю., Чжан Ч., Хуан С.; заявл. № 2016118820 от 02.12.2014; опубл. 28.05.2018. Бюл. № 16.

6. Патент RU № 205396 U1, МПК E04B 1/94, A62C 2/10, A62C 2/24. Усовершенствованная конструкция противопожарной рассечки с термопарой в системах навесных вентилируемых фасадов / Петриченко М.Р., Немова Д.В., Ольшевский В.Я., Котов Е.В.; заявл. № 2020143850 от 29.12.2020; опубл. 13.07.2021. Бюл. № 20.

7. Патент RU № 203746 U1, МПК E04B 1/94. Устройство вертикального развертывания шиберного ограждения отсечки пламени пожара / Дайлов А.А., Дайче В., Линд Ш.; заявл. № 2020116588 12.05.2020; опубл. 19.04.2021. Бюл. № 11.

8. Патент RU № 172541 U1, МПК E04B 1/94, E04С 3/02. Конструкция огнезащищенной стальной балки / Ильин Н.А., Панфилов Д.А., Ильдияров Е.В., Лукин А.О.; заявл. № 2017109525 от 21.03.2017; опубл. 11.07.2017. Бюл. № 20.

9. Патент RU № 151580 U1, МПК E04B 1/94, E04B 1/16. Огнестойкая бетонная конструкция, армированная композитной арматурой, с комбинированным защитным слоем / Лысов В.С.; заявл. № 2014136422/03 от 09.09.2014; опубл. 10.04.2015. Бюл. № 10.

10. Патент RU № 128223 U1, МПК E04B 1/94. Огнезащитная двутавровая колонна здания / Ильин Н.А., Славкин П.Н., Шепелев А.П.; заявл. № 2012147103/03 от 06.11.2012; опубл. 20.05.2013. Бюл. № 14.

11. Патент RU № 127777 U1, МПК E04B 1/94. Противопожарная облицовка / Зоткин И.И., Зоткина Н.Н.; заявл. № 2013103662/03 от 28.01.2013; опубл. 10.05.2013. Бюл. № 13.

12. Патент RU № 14950 U1, МПК E04B 1/94.Огнестойкая перегородка / Епешин В.В.; заявл. № 2000110855/20 от 06.05.2000; опубл. 10.09.2000. Бюл. № 25.

13. Патент RU № 63820 U1, МПК E04B 1/94. Конструкция огнезащитного перекрытия здания /Ильин Н.А., Беликов А.П., Шипко И.В.; заявл. № 2006141369/22 от 22.11.2006; опубл. 16.06.2007. Бюл. № 16.

14. Патент RU № 112695 U1, МПК E04B 1/94. Противопожарная стена / Акопян А.Б., Шухардин А.А.; заявл. № 2011137650/03 от 14.09.2011; опубл. 20.01.2012. Бюл. № 2.

15. Патент RU № 2599678 С2, МПК E04B 1/94. Грин-брандмауэр / Шарупич П.В., Шарупич В.П., Королев С.Ю., Шарупич С.В., Шарупич Т.С.; заявл. № 2014116292/03 от 22.04.2014; опубл. 10.10.2016. Бюл. № 28.

16. Патент RU № 2762869 C1, МПК E04B 1/94. Конструкция с огнестойким покрытием для проходной части / Татани Ю., Секи М., Хебииси Т., Курода Е., Охути В., Ямасита Т., Ямаката К.; заявл. № 2020121399 от 20.12.2018; опубл. 23.12.2021. Бюл. № 36.

17. Патент RU № 2751322 C2, МПК E04B 1/94, E01D 19/16, D07B 1/06. Устройство противопожарной защиты строительных тросов / Фабри Н., Гишето Р.; заявл. № 2017144197 от 18.12.2017; опубл. 13.07.2021. Бюл. № 20.

18. Ерофеев В.Т., Афонин В.В., Черушова Н.В., Зоткина М.М., Митина Е.А., Зоткин В.Б. и др. Методы и алгоритмы оценки качества поверхности строительных изделий и конструкций // Фундаментальные исследования. 2016. № 4–1. С. 33–40. EDN VVYINH.

19. Каган П.Б., Поляков Р.Г. Применение генетических алгоритмов для решения задач технологической комплектации в строительстве // Научное обозрение. 2017. № 10. С. 15–19. EDN ZHETOP.

20. Хорохордина Е.А., Чан Х.Д., Рудаков О.Б. Сравнительная характеристика методик контроля свободных фенолов в строительных полимерах // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2015. № 1 (37). С. 124–130. EDN TJYMPZ.

21. Лавров М.Ф., Чахов Д.К. Зависимость механических характеристик древесины от ее плотности и макроструктуры // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 8. С. 34–37. EDN UBLYQV.

22. Власов К.С., Цариченко С.Г. Математическая модель применения робототехнических средств на пожаре // Актуальные проблемы пожарной без-опасности : мат. XXVII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 25-летию МЧС России в 3 частях. 2015. С. 329–335. EDN TYHFNL.

23. Комаров А.А., Корольченко Д.А., Громов Н.В. Особенности гидродинамических расчетов при проведении технической экспертизы аварийного взрыва // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 10. С. 36–42. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.10.36-42. EDN ZUFYAZ.

24. Патент RU № 198053 U1, МПК E04C 1/39, E04B 1/94. Совмещенный с пожарным извещателем бетонный блок / Федосов С.В., Лазарев А.А., Торопова М.В., Маличенко В.Г.; заявл. № 2020101506 от 11.02.2020; опубл. 16.06.2020. Бюл. № 17.

25. Федосов С.В., Мизонов В.Е. Основы теории и математического моделирования механических и тепловых процессов в производстве строительных материалов. Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2020. 256 с. EDN LGOFPZ.

26. Лазарев А.А. Наружные стеновые изделия для дистанционной диагностики пожарной безопасности малоэтажных зданий : дис. … канд. техн. наук. Иваново, 2021. 181 с. EDN CPWNMA.

27. Шибеко А.С. Некоторые способы экономии тепловой энергии при производстве вертикальных стеклопакетов // Наука и техника. 2018. Т. 17. № 2. С. 157–164. EDN VLYJNT.