Registration Number
0826U001629, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
25-06-2026
popup.evolution
o
Title
Substantiation of the fire temperature regime for autotransformers
installed in protective structures
Author
ROMAN PALCHYKOV,
popup.head Vadym Nizhnyk
popup.opponent Vasyl V. Kovalyshyn
popup.opponent Yurii P. Kliuchka
popup.review Yevgeniy Rybka
popup.review Yurii Otrosh
popup.rada
National Civil Defence University of Ukraine
Description
Дисертація присвячена встановленню закономірностей зміни температури під час пожежі в захисній споруді автотрансформатора як наукового підґрунтя для визначення температурного режиму пожежі з метою оцінювання класу вогнестійкості будівельних конструкцій таких об'єктів.
Проаналізовано статистичні дані про пожежі на автотрансформаторах, зокрема в умовах воєнних обстрілів, та виявлено тенденцію до зростання їх кількості. Розглянуто чинні нормативні вимоги до будівельних конструкцій захисних споруд трансформаторів та існуючі методи оцінки вогнестійкості. Встановлено, що застосування температурного режиму вуглеводневої пожежі є надмірно жорстким для умов захисних споруд з обмеженим притоком повітря та коефіцієнтом прорізу у зовнішніх огороджувальних конструкціях лише 0,3%, що суттєво здорожує будівництво таких об'єктів. Визначено, що для оцінювання вогнестійкості будівельних конструкцій захисних споруд доцільно використовувати параметричний температурний режим реальної пожежі, який враховує пожежне навантаження, наявність систем пожежогасіння та параметри прорізів.
Розроблено математичну модель теплообміну під час пожежі в захисній споруді автотрансформатора, яка враховує конструктивні особливості приміщення, характеристики пожежного навантаження та параметри прорізів у зовнішніх стінах. Теоретичні дослідження показали, що найбільші значення температури фіксуються на висоті 18 м від рівня підлоги, що було враховано при подальшому аналізі. Встановлено, що за наявності автоматичної водяної системи пожежогасіння після 200 секунди спостерігається зниження температури внаслідок охолодження конструкцій. Для обґрунтування найбільш жорсткого сценарію теплового впливу на будівельні конструкції розглядалися умови відсутності автоматичного пожежогасіння. За усередненою температурною кривою встановлено зниження температури горіння після 30 хвилин пожежі внаслідок вигоряння пожежного навантаження, що дозволило обґрунтувати нормований клас вогнестійкості огороджувальних конструкцій — не менше REI 45 з урахуванням коефіцієнта запасу 1,2.
Для проведення експериментальних досліджень на основі теорії фізичного моделювання обґрунтовано параметри зменшеного макету споруди з масштабним коефіцієнтом 0,23. Встановлено, що при збереженні критерію Фруда можливо адекватно відтворити теплогазообмінні процеси пожежі в приміщеннях різних геометричних масштабів. Тепловиділення моделі масштабується за рівнянням Qm=0,053Qр, а часові характеристики — за співвідношенням tm=0,497tр. Проведено три серії експериментальних досліджень, результати яких підтвердили збіжність між собою та адекватність математичної моделі: відносне відхилення результатів моделювання від експериментальних даних становить 35%, середньоквадратичне — 90°С, що є прийнятним для даного типу досліджень.
Вперше побудовано модифікований температурний режим під час пожежі в захисній споруді автотрансформатора, який враховує реальний характер розвитку пожежі в умовах обмеженої подачі окисника, великий внутрішній об'єм споруди та специфічні параметри пожежного навантаження трансформаторного масла. Розроблено методику оцінки класу вогнестійкості будівельних конструкцій в умовах впливу як вуглеводневого, так і запропонованого параметричного температурного режиму пожежі. Методика базується на стандартах, гармонізованих із нормативною базою Європейського Союзу.
Економічна ефективність запропонованого підходу підтверджена порівнянням витрат на виготовлення конструкцій за чинним вуглеводневим режимом та за запропонованим модифікованим режимом. Застосування параметричного температурного режиму дозволяє досягти економічного ефекту щонайменше у 2 рази за такими показниками, як товщина плити, товщина захисного шару бетону та товщина вогнезахисту. Практичне впровадження запропонованого підходу можливе шляхом внесення змін до Постанови Кабінету Міністрів України від 26 квітня 2024 року № 471.
Наукова новизна полягає у першому розробленні математичної моделі тепломасопереносу під час пожежі в захисній споруді автотрансформатора з урахуванням конструктивних особливостей приміщення, встановленні залежності зміни температурного режиму пожежі від параметрів прорізів і пожежного навантаження, а також у розробленні методики експериментального дослідження з коректним масштабуванням результатів фізичного моделювання. Результати дисертації впроваджено в практичну діяльність Міністерства розвитку громад та територій України, Конфедерації будівельників України, ТОВ «Украгроіндустрія» та в освітній процес Національного університету цивільного захисту України.
Registration Date
2026-05-13
popup.nrat_date
2026-05-13 / 2026-08-18
