ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 4 (60), 2020


Уравнения значений температуры срабатывания термочувствительных элементов пожарных извещателей, встроенных в бетонный блок


Федосов С. В., Лазарев А. А., Торопова М. В., Маличенко В. Г.


Федосов С. В., академик РААСН, д-р техн. наук, проф. кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва; Поволжский государственный технологический университет, Россия, г. Йошкар-Ола, e-mail: FedosovSV@mgsu.ru

Лазарев А. А., канд. пед. наук, доц. кафедры государственного надзора и экспертизы пожаров, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, г. Иваново, e-mail: kgn@edufire37.ru

Торопова М. В., канд. техн. наук, доц. кафедры естественных наук и техносферной безопасности, Ивановский государственный политехнический университет, Россия, г. Иваново, e-mail:mators@mail.ru

Маличенко В. Г., соискатель кафедры естественных наук и техносферной безопасности, Ивановский государственный политехнический университет, Россия, г. Иваново, e-mail: mvg84@bk.ru

 
 
Постановка задачи. Решение проблемы придания строительной конструкции свойств, позволяющих обнаруживать пожары вне зданий, является одним из направлений предупреждения перехода огня с одного здания на другое. Встраивание средств пожарной автоматики в строительные изделия должно осуществляться после проведения соответствующих расчетов. Отсутствие выражения, позволяющего определить температуру термочувствительного элемента пожарного извещателя, встроенного в бетонный блок, вынуждает проводить детальные расчеты. Вместе с тем, необходимо исследовать влияние расстояния до объекта возможного пожара, размера термочувствительного элемента, теплового потока на время обнаружения пожара строительным изделием, входящим в систему «умный дом». 
Результаты. В процессе измерения температуры термочувствительных элементов пожарных извещателей, встроенных в бетонные блоки, получены эмпирические данные, позволяющие описать на ранней стадии пожара лучистый теплообмен, характерный для открытого горения вне помещений. 
Выводы. Получены приближенные уравнения, которые позволяют с достаточной точностью определить температуру и время срабатывания пожарного извещателя, встроенного в бетонный блок, на начальной стадии пожара в зависимости от расстояния до объекта пожара (источника излучения), теплового потока, размера термочувствительного элемента.
 
Ключевые слова: «умный дом», сенсоры, сеть, пожарный извещатель, пожарная безопасность.


DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.003

 

Библиографический список

1. Вершков, Д. И. Динамика передачи тепла к поверхностям нагрева в топке водогрейного котла / Д. И. Вершков, Ю. М. Голдобин // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика. Материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной памяти проф. Данилова Н. И. (1945-2015) - Даниловских чтений. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. – 2018. – С. 134-137.
2. Копылов, Н. П. Эффективность применения теплозащитных экранов для защиты от тепловых потоков при пожарах / Н. П. Копылов, И. Р. Хасанов // Безопасность Труда в Промышленности. – 2016 – № 11. – С. 38-43.
3. Кошмаров, Ю. А. Теплотехника / Ю. А. Кошмаров. – М.: ИКЦ "Академкнига", 2006. – 501 с.
4. Кошмаров, Ю.А. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле / Ю. А. Кошмаров, М. П. Башкирцев. – М. – 1987. – 444 с.
5. Лазарев, А. А. О совершенствовании обеспечения пожарной безопасности объектов защиты Ивановской области в пожароопасный период / А. А. Лазарев, В. Г. Маличенко, М. В. Торопова // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов. Сборник материалов VI Всероссийской научно-практической конференции. –2019. – С. 190-195.
6. Пат. на полезную модель № 198053U1 Российская Федерация, 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.; Правообладатели: ФГБОУ ВО «ИГХТУ», ГУ МЧС России по Ивановской области; – № 2020101506; заявл.11.02.2020; опубл. 16.06.2020, Бюл. № 17.
7. Сазонова, С. А. Численное решение задач в сфере пожарной безопасности /С. А. Сазонова, С. Д. Николенко // Моделирование систем и процессов. –2016. –Т. 9.– № 4. – С. 68-71.
8. Сазонова, С. А. Расчет коэффициента теплопотерь на начальной стадии пожара в среде Mathcad / С. А. Сазонова, С. Д. Николенко // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. – 2016. – № 2(8). – С. 86-93.
9. Федосов, С. В. Проблемы совершенствования мониторинга при строительстве малоэтажных жилых зданий / С. В. Федосов, В. И. Голованов, А. А. Лазарев, М. В. Торопова // Приволжский научный журнал. – 2020. –№ 2(54). – С. 50-56.
10. Denoël, J.‐F. Fire Safety and Concrete Structures /J.‐F.Denoël. –FEBELCEM, 2007. –87p.
11. Hsu, W. L. Application of Internet of Things in a kitchen fire prevention system /W.L.Hsu,J.Y. Jhuang, C.S.Huang, C.K.Liang, Y.C.Shiau// Applied Sciences (Switzerland). – 2019. – 9 (17). – Pp. 3520–3544.
12. Jabbar, W. A. Design and Fabrication of Smart Home with Internet of Things Enabled Automation System / W.A.Jabbar, T.K.Kian, R.M.Ramli, S.N.Zubir, N.S.M.Zamrizaman, M.Balfaqih, V.Shepelev, S.Alharbi// IEEE Access. –2019. –7. –Pp. 144059–144074.
13. Kazarian, A. Units and structure of automated “smart” house control system using machine learning algorithms /A.Kazarian, V.Teslyuk //14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM). –2017.–Pp. 364–366.
14. Khakimova, A. Optimal energy management of a small-size building via hybrid model predictive control / A.Khakimova, A.Kusatayeva, A.Shamshimova,D. Sharipova, A.Bemporad,Y. Familiant, A.Shintemirov, V.Ten, M.Rubagotti// Energy and Buildings. –2017. –140.–Pp. 1–8.
15. Kodali, R. K. IoT based smart security and home automation system / R.K.Kodali, V.Jain, S.Bose, L.Boppana// InProceeding - IEEE International Conference on Computing, Communication and Automation, ICCCA. –2016.–Pp. 1286–1289.
16. Pozdieiev, S. V. Обоснование безопасного противопожарного расстояния между ферментаторами для производства биогаза / S.V. Pozdieiev, V.V. Nizhnyk, Y.V. Ballo, A.M. Nuianzin, R.V. Uhanskyy, V.S. Kropyvnytskiy // Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza. –2018. –Т. 51.–№3.–С. 60–67.
17. Rehman, R. M. N.-U. Model of Smart System Based On Smart Grid, Smart Meter and Wireless Based Smart Appliances / R.M.N.-U.Rehman// IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering. –2012. –1(5). – Pp. 06–10.
18. Shaukat, N. A survey on consumers empowerment, communication technologies, and renewable generation penetration within Smart Grid / N.Shaukat, S.M.Ali, C.A.Mehmood, B.Khan, M.Jawad, U.Farid, Z.Ullah, S.M.Anwar, M.Majid // Renewable and Sustainable Energy Reviews. –2018. –81. – Pp. 1453–1475.
19. Silva, M. F. de O. Arduino guide device for people with visual impairment / M.F. de O.Silva // Nucleus. –2018.– 15(2). –Pp. 159–162.
20. Singh, V. K. Numerical and experimental nonlinear dynamic response reduction of smart composite curved structure using collocation and non-collocation configuration / V.K.Singh, C.K.Hirwani, S.K.Panda, T.R.Mahapatra, K.Mehar// Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. – 2019.– 233(5).–Pp. 1601–1619.
21. Tulenkov, A. The features of wireless technologies application for smart house systems / A. Tulenkov, A. Parkhomenko, A. Sokolyanskii, A. Stepanenko, Y. Zalyubovskiy// Proceedings of the 2018 IEEE 4th International Symposium on Wireless Systems within the International Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems, IDAACS-SWS. –2018. –Pp. 1-5.
22. Yunusov, A. Signal processing and conditioning tools and methods for road profile assessment / A. Yunusov, D. Riskaliev, N. Abdukarimov, S. Eshkabilov // Lecture Notes in Mechanical Engineering. –2020. – Pp. 742–751.

 
 

Ссылка для цитирования

Федосов, С. В. Уравнения значений температуры срабатывания термочувствительных элементов пожарных извещателей, встроенных в бетонный блок / С. В. Федосов, А. А. Лазарев, М. В. Торопова, В. Г. Маличенко // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2020. - № 4 (60). - С. 35-42. - DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.003.

 
 
 
 

English version 

 

Equations for the Operating Temperature of Thermosensitive Elements of Fire Detectors Embedded in a Concrete Block

Fedosov S. V., Lazarev А. А., Toropova М. V., Malichenko V. G.
 
 

Fedosov S. V., Academician of RAASN, D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Technology of Binders and Concrete, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Russia, Moscow; Volga State University of Technology, Russia, Yoshkar-Ola, e-mail: FedosovSV@mgsu.ru

Lazarev А. А., PhD in Education, Assoc. Prof. of the Dept. of Supervision and Examination of Fires, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia, Ivanovo, e-mail: kgn@edufire37.ru

Toropova М. V., PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Natural Sciences and Technosphere Safety, Ivanovo State Politechnical University, Russia, Ivanovo, e-mail:mators@mail.ru

Malichenko V. G., PhD student of the Dept. of Natural Sciences and Technosphere Safety, Ivanovo State Politechnical University, Russia, Ivanovo, e-mail: mvg84@bk.ru


Statement of the problem. Solving the problem of giving the properties of a building structure to detect fires outside buildings is one of the ways to prevent the transition of fire from one building to another. Embedding of fire automation equipment in construction products should be carried out after making the appropriate calculations. The absence of an expression for determining the temperature of the heat-sensitive element of a fire detector inside a concrete block requires detailed calculations. At the same time, it is necessary to study the influence of the distance to the object of a possible fire, the size of the heat-sensitive element, and the heat flow on the time of fire detection by a construction product included in the smart home system. 
Results. As part of the temperature measurement of heat-sensitive elements of fire detectors inside the concrete block, empirical data were obtained. This information allows us to describe the radiant heat exchange at an early stage of a fire. This is typical of open burning outdoors. 
Conclusions. Approximate equations are obtained for determining the temperature and response time of a fire detector inside a concrete block at the initial stage of a fire, depending on the distance to the fire object (radiation source), heat flow, and the size of the thermosensitive element. These values can be determined with sufficient accuracy. 
 
Keywords: smart house, sensors, networking, fire detector, fire safety. 


DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.003

References

1. Vershkov, D. I. dynamics of heat transfer to heating surfaces in a hot water boiler furnace / D. I. vershkov, Yu. M. Goldobin // Energy and resource conservation. Energy supply. Non-traditional and renewable energy sources. Nuclear energy. Materials of the International scientific and practical conference of students, postgraduates and young scientists dedicated to the memory of Prof. Danilova N. I. (1945-2015) - Danilovsky readings. Ministry of science and higher education of the Russian Federation, Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin. – 2018. – Pp. 134-137. 
2. Kopylov, N. P. efficiency of application of heat protection screens for protection from heat flows during fires / N. P. Kopylov, I. R. Khasanov // Labor safety in Industry. – 2016 – No. 11. – Pp. 38-43. 
3. Nightmares, Y. A. Heat Engineering / Yu. A. Nightmares. – M.: IKC "Akademkniga", 2006. – 501 p. 
4. Koshmarov, Yu. A. Thermodynamics and heat transfer in firefighting / Yu. a. Koshmarov, M. P. Bashkirtsev. – M. – 1987. – 444 p. 
5. Lazarev, A. A. On improving the fire safety of objects of protection of the Ivanovo region in the fire-dangerous period / A. A. Lazarev, V. G. Malichenko, M. V. Toropova // Current issues of improving engineering systems for ensuring fire safety of objects.Collection of materials of the VI all-Russian scientific and practical conference. – 2019. – Pp. 190-195. 
6. Pat. for utility model No. 198053 U1 Russian Federation. Combined with a fire detector concrete block / Fedosov S. V., Lazarev A. A., Toropova M. V., Malichenko V. G.; Copyright holders: FGBOU VO "ISUCT", HD EMERCOM of Russia in the Ivanovo region; – no. 2020101506; application 11.02.2020; publ. 16.06.2020, bul. no. 17. 
7. Sazonova, S. A. Numerical solution of problems in the field of fire safety / S. A. Sazonova, S. D. Nikolenko // Modeling of systems and processes, 2016, Vol. 9, No. 4, pp. 68-71. 
8. Sazonova, S. A. calculation of the heat loss coefficient at the initial stage of a fire in the Mathcad environment / S. A. Sazonova, S. D. Nikolenko // Scientific Bulletin of the Voronezh state University of architecture and civil engineering. Series: Information technologies in construction, social and economic systems. -2016. – № 2 (8). – p. 86-93. 
9. Fedosov, S. V. Problems of improving monitoring in the construction of low-rise residential buildings / S. V. Fedosov, V. I. Golovanov, A. A. Lazarev, M. V. Toropova // Privolzhsky scientific journal. – 2020. – № 2 (54). – Pp. 50-56. 
10. Denoel, J.‐F.Fire Safety and Concrete Structures / J.‐F.Denoel. – FEBELCEM, 2007. –87p. 
11. Hsu, W.L.Application of Internet of Things in a kitchen fire prevention system / W.L.Hsu,J.Y. Jhuang, C.S.Huang, C.K.Liang, Y.C.Shiau// Applied Sciences (Switzerland). – 2019. – 9(17). – Pp. 3520–3544. 
12. Jabbar, W.A. Design and Fabrication of Smart Home with Internet of Things Enabled Automation System / W.A. Jabbar, T.K. Kian, R.M. Ramli, S.N. Zubir, N.S.M. Zamrizaman, M. Balfaqih, V. Shepelev, S. Alharbi// IEEE Access. –2019. –7. –Pp. 144059–144074. 
13. Kazarian, A. Units and structure of automated “smart” house control system using machine learning algorithms / A.Kazarian, V.Teslyuk // 14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM). –2017.–Pp. 364–366. 
14. Khakimova, A. Optimal energy management of a small-size building via hybrid model predictive control / A.Khakimova, A.Kusatayeva, A.Shamshimova,D. Sharipova, A.Bemporad,Y. Familiant, A.Shintemirov, V.Ten, M.Rubagotti// Energy and Buildings. –2017. –140.–Pp. 1–8. 
15. Kodali, R.K. IoT based smart security and home automation system / R.K.Kodali, V.Jain, S.Bose, L.Boppana// InProceeding - IEEE International Conference on Computing, Communication and Automation, ICCCA. –2016.–Pp. 1286–1289. 
16. Pozdieiev, S.V. Justification of safe fire-prevention distance between fermenters for biogas production / S.V. Pozdieiev, V.V. Nizhnyk, Y.V. Ballo, A.M. Nuianzin, R.V. Uhanskyy, V.S. Kropyvnytskiy // Safety and off-site Technology. –2018. –Т. 51.–№3.–С. 60–67. 
17. Rehman, R.M.N.-U. Model of Smart System Based On Smart Grid, Smart Meter and Wireless Based Smart Appliances / R.M.N.-U.Rehman// IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering. –2012. –1(5). – Pp. 06–10. 
18. Shaukat, N. A survey on consumers empowerment, communication technologies, and renewable generation penetration within Smart Grid / N.Shaukat, S.M.Ali, C.A.Mehmood, B.Khan, M.Jawad, U.Farid, Z.Ullah, S.M.Anwar, M.Majid // Renewable and Sustainable Energy Reviews. –2018. –81. –Pp. 1453–1475. 
19. Silva, M.F. de O. Arduino guide device for people with visual impairment / M.F. de O.Silva // Nucleus. –2018.– 15(2). –Pp. 159–162. 
20. Singh, V.K. Numerical and experimental nonlinear dynamic response reduction of smart composite curved structure using collocation and non-collocation configuration / V.K.Singh, C.K.Hirwani, S.K.Panda, T.R.Mahapatra, K.Mehar// Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. –2019.– 233(5).–Pp. 1601–1619. 
21. Tulenkov, A. The features of wireless technologies application for smart house systems / A.Tulenkov, A. Parkhomenko, A.Sokolyanskii, A.Stepanenko, Y.Zalyubovskiy// Proceedings of the 2018 IEEE 4th International Symposium on Wireless Systems within the International Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems, IDAACS-SWS. –2018. – Pp. 1-5. 
22. Yunusov, A. Signal processing and conditioning tools and methods for road profile assessment / A.Yunusov, D. Riskaliev, N. Abdukarimov, S. Eshkabilov // Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2020. – Pp. 742–751.



 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS