Разрушения зданий при аварийных взрывах бытового газа проф., д.т.н А.А.Комаров. Московский Государственный Строительный Университет.
    Для уменьшения последствий аварийных взрывов внутри газифицированных жилых зданий необходимо определить основные факторы, определяющие их устойчивость при воздействии взрывных нагрузок.
    Обусловлено это тем, что, как показывает анализ последствий аварийных взрывов, наибольшее количество травм и человеческих жертв вызвано именно обрушением строительных конструкций.
    Очевидно, что здание будет устойчивым при условии, что взрывные нагрузки будут меньше допустимых. При превышении уровня взрывной нагрузки над реальной несущей способностью здания (помещения) происходит его полное или частичное обрушение. Поэтому обеспечить устойчивость здания можно двумя путями: снижением взрывных нагрузок до допустимого для данного здания уровня или усилением основных строительных конструкций, т.е. увеличением несущей способности здания.
    Для выработки рекомендаций по снижению взрывных нагрузок до безопасного уровня необходимо рассмотреть физические аспекты развития взрывной аварии и математические модели, адекватно описывающие динамику формирования взрывной нагрузки.
    Во-первых, необходимо отметить, что аварийные взрывы внутри зданий и помещений характеризуются не детонационным, а дефлаграционным типом взрывного превращения, что накладывает определенные особенности на способы прогнозирования взрывных нагрузок и на методы уменьшения последствий аварийных взрывов.
    Дефлаграционный взрыв - это быстрое горение (быстрый пожар) газовоздушной смеси, концентрация горючего в которой находится между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, т.е. смеси, подготовленной к горению. На рис.1 приведены зависимости скорости нормального горения от концентрации горючего в смеси. Приведены данные по пропану и метану, т.к. в бытовых целях используются именно эти вещества.
    
    Рис.1 Зависимости скорости нормального горения от концентрации горючего в смеси.
    Из рис.1 следует, что максимальное значение скорости нормального горения Uн наблюдается при определенном процентном содержании горючего газа в смеси. При горении продукты взрыва расширяются в ? раз. Пламя движется со скоростью Uн относительно продуктов взрыва. Поэтому видимая скорость пламени представляет собой сумму скоростей расширения смеси и скорости нормального горения. В начальные моменты взрыва видимая скорость пламени равна ??Uн. Для пропано- и метановоздушных смесей начальная скорость пламени составляет около 3м/с. Т.к. скорость распространения пламени существенно меньше скорости звука, при дефлаграционном взрыве реализуется принцип квазистатичности избыточного давления, который заключается в независимости взрывной нагрузки от пространственной координаты. Другими словами, давление, действующее в данный момент времени на любой конструктивный элемент ограждения (стены, потолок, пол, окна, двери и т.д.), одинаково во всех точках помещения.
    Избыточное давление при внутреннем дефлаграционном взрыве в замкнутом объёме достигает 700...900кПа. При взрывах внутри зданий и сооружений, избыточное давление не должно превышать значений, превышающих несущую способность строительных конструкций. ............