Богданов антиплагиат распечатка636329151996827483 (1200279), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Математические модели, прииспользовании которых описывается изменение среднеобъемных параметровсостояния, называются интегральными моделями. Основным недостаткомприменения моделей, учитывающих изменение среднеобъемных характеристикво времени, является то, что при их использовании не учитываетсяраспределение параметров в пространстве.Интегральный метод может использоваться для решения следующих задач:прогнозирование динамики распространения опасных факторов пожара вздании, содержащем развитую систему помещений малого объема простойгеометрической конфигурации, например, в зданиях коридорного типа;прогнозирование динамики распространения опасных факторов пожарапри проведении имитационного моделирования в тех случаях, когда учетслучайного характера процессов возникновения и развития пожара являетсяболее важным, чем точное и детальное прогнозирование его характеристик;прогнозирование развития пожара в помещениях, где характерный размерочага пожара соизмерим с характерным размером помещения;предварительные расчеты с целью выявления наиболее опасного сценария 3пожара.Для расчета необходимого времени эвакуации можно пользоватьсяпрограммным средства АИСС «Экспертиза».Простейшим способом учета распределения параметров пожара впространстве в рамках использования усреднения параметров по объемуявляется зонное моделирование.
В этом случае в помещении выделяетсянесколько зон, для каждой из которых составляется своя интегральная модельпожара. В пределах зон рассматриваемые характеристики пожара можнопринять с заданной степенью точности одинаковыми [37].Согласно зонным моделям, в помещении происходит формирование двухслоев: верхнего слоя продуктов горения (задымленная зона) и нижнего слояневозмущенного воздуха (свободная зона). Состояние газовой среды взональных моделях оценивается через осредненные термодинамическиепараметры не одной, а нескольких зон, причем межзонные границы обычносчитаются подвижными.
Например, зонная модель CFAST [43], разработанная влаборатории исследования пожаров Американского Национального центрастандартов (NIST), позволяет определять параметры развития пожара в системезакрытых помещений, рассчитать распределение концентраций дыма и газовпри пожаре и температуру в здании для указанных пользователем условийпожара. В модели CFAST каждая комната разделена на небольшое числообъемов, называемых слоями, причем каждый слой является однородным повсем параметрам, т.е.
температура, дым и газовые концентрации в пределахкаждого слоя приняты, одинаковыми. В CFAST каждая комната может бытьразделена на два слоя. Так как эти слои представляют верхние и нижние частикомнаты, параметры в пределах комнаты могут изменяться только ввертикальном направлении.Зонный метод, использующий интегральные уравнения пожара дляхарактерных зон помещения, может применяться для зальных помещений ссосредоточенной пожарной нагрузкой. Однако если газовая средахарактеризуется значительной неоднородностью, то информативность 3интегрального метода может оказаться недостаточной для решенияпрактических задач. Подобная ситуация обычно возникает на начальной стадиипожара и при локальных пожарах, когда в помещении наблюдаются струйныетечения с явно выраженными границами и, кроме того, существует достаточночеткая стратификация (расслоение) среды.Зональный метод может использоваться в следующих случаях:прогнозирование динамики распространения опасных факторов пожара впомещениях и системах помещений простой геометрической конфигурации,линейные размеры которых соизмеримы между собой;для помещений большого объема (размер очага пожара гораздо меньшеразмеров помещения), а также в возможности расчета времен задымлениярабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения(наклонный зрительный зал кинотеатра, антресоли и т.д.), например, длязальных помещений большого объема и атриумов.Для расчета необходимого времени эвакуации зонным методом можетиспользоваться программа «Ситис Блок» [41], работающая на основе моделиCFAST.
Также может использоваться программный комплекс «Экспотех», блокрасчетных программ, «Расчет параметров пожара в помещении»,разработанный ИЦЭП Санкт-Петербургского филиала ВНИИПО МЧС России.Наибольший интерес для расчета ОФП представляет дифференциальноемоделирование, более точно и подробно описывающее развитие пожара. В этомслучае формулируются фундаментальные законы сохранения количествадвижения, энергии и массы, записанные для элементарных объемов, на которыеразбивается рассматриваемая область пространства [44]. Дифференциальныемодели называются также полевыми, или CFD-моделями( 3 ComputationalFluidDynamics).
Основу дифференциального методамоделирования пожаров составляют математические модели, учитывающиепроцессы конвективного и радиационного теплопереноса, процессы горения вгазовой фазе и другие. Эти модели разработаны на основе системы полныхнестационарных уравнений Навье-Стокса, уравнений сохранения энергии и 3диффузии для реагирующих компонентов. Аналитические решения системподобных уравнений известны лишь для очень немногих случаев. Длячисленного решения систем дифференциальных уравнений второго порядка вчастных производных могут использоваться метод конечных разностей илиметод конечных элементов.
С помощью дифференциального моделированиявозможен расчет полей температур, концентраций паров горючих веществ,кислорода и продуктов горения в исследуемой области при возникновениигипотетических пожаров. Основными трудностями, возникающими припрактическом применении имеющихся на сегодняшний день полевых моделей,являются высокая стоимость программных продуктов, высокие требования кЭВМ и квалификации специалиста, а также большой объем исходных данныхдля расчета.Полевой метод может использоваться при расчете:помещения сложной геометрической конфигурации, а также помещения сбольшим количеством внутренних преград (атриумы с системой галерей ипримыкающих коридоров, многофункциональные центры со сложной системойвертикальных и горизонтальных связей и т.д.);помещения, в которых один из геометрических размеров гораздо больше(меньше) остальных (тоннели, автостоянки малой высоты с большой площадьюи.т.д.);иные случаи, когда информативность зонных и интегральных моделейнедостаточна или есть основания считать, что картина развития пожара можетпротиворечить допущениям, лежащим в основе данных моделей (уникальныесооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учетаработы систем противопожарной защиты, способных качественно изменитькартину развития пожара, и т.д.);таких явлений как формирование и динамика прогретого слоя в начальнойстадии развития пожара при круговом и однонаправленном распространенииогня; переход начальной стадии пожара в развитую; распространение опасныхфакторов при пожарах в смежные помещения или на пути эвакуации и ряда 3других задач.Для расчета параметров пожара полевым методом рекомендуетсяиспользование бесплатного пакета FDS.
Программа считывает входные данныеиз текстового файла, численно решает систему дифференциальных уравнений,описывающих процессы, происходящие при пожаре, и записываетопределенные пользователем выходные данные в файлы. Smokeview сопутствующая программа, которая отображает выходные файлы FDS вграфическом формате. В FDS графического интерфейса нет, однако существуютпрограммы (препроцессоры), которые создают текстовые файлы с входнымипараметрами, необходимыми для FDS, в графическом виде. Более подробнаяинформация о работе с программами FDS и Smokeview находится всоответствующих руководствах пользователей и на сайте FDS-SMVhttp://fire.nist.net/fds.Определение расчетного времени эвакуации.При производстве дел, связанных с нарушениями требований пожарнойбезопасности, достаточно часто возникает вопрос о выполнении на объектеусловий соответствия объекта защиты требованиям нормативных документовпо пожарной безопасности в соответствии с требованиями ст.
6 «Техническогорегламента о требованиях пожарной безопасности». Одним из основныхпараметров, который необходимо рассчитать при решении данного вопроса,является величина пожарного риска. Далее производится сравнение даннойвеличины пожарного риска с допустимыми значениями, установленными«Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности». Дляопределения величины пожарного риска необходимо определить расчетноевремя эвакуации людей.Расчетное время эвакуации людей (tр) определяется в соответствии сметодикой, изложенной в [35]. Основные положения методики расчета времениэвакуации состоят в следующем.
Расчетное время эвакуации определяется каксумма времен движения по отдельным участкам пути с учетом слияния потоков,их разделения, образования скоплений в проемах или на участках с 3недостаточной пропускной способностью. Для определения скоростейдвижения людей на участках используется зависимость скорости движения отплотности потока.Основными моделями, используемыми при определении расчетноговремени эвакуации людей, являются упрощенно-аналитическая, имитационностохастическая, а также индивидуально-поточная [35].
В упрощенноаналитической модели движение людей моделируются потоки людей (ихскорость и интенсивность), а величина потока людей на определенном участкезависит от потока людей на предыдущем участке и геометрических параметровсамого участка. При использовании имитационно – стохастической моделимоделируются плотности потоков, для их расчета используются методыматематической статистики. В индивидуальной модели движения людейиспользуется моделирование движения каждого человека в отдельности, арасчетное время эвакуации определяется по времени выхода из помещенияпоследнего человека.Для расчета расчетного времени эвакуации можно пользоватьсяследующими программными средствами:1) программное средство «Эвакуация», разработанное Санкт-Петербургскимфилиалом ВНИИПО МЧС России;2) программное средства АИСС «Экспертиза», разработанное в ФГУВНИИПО МЧС России;3) программы « 3 СитисФлоутек» ( упрощенно-аналитическая, имитационностохастическая модели), и « 3 СитисЭватек» ( индивидуально-поточная модель)[41].Расчет пожарного риска и уровня обеспечения пожарной безопасностилюдей.Основным документом, регламентирующим выполнение условийсоответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности, являетсяФедеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарнойбезопасности» [2].
В соответствии с требованиями ст. 79 данного закона 3«Индивидуальный пожарный риск в зданиях и сооружениях не долженпревышать значение одной миллионной в год при размещении отдельногочеловека в наиболее удаленной от выхода из здания и сооружения точке». Всоответствии с постановлением правительства Российской федерации от 31марта 2009 г [48] «Определение расчетных величин пожарного рискапроводится по методикам, утверждаемым Министерством РоссийскойФедерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям иликвидации последствий стихийных бедствий».
В настоящее время методикой,определяющей порядок проведения расчета величины пожарного риска длязданий классов функциональной пожарной опасности 3 Ф1.2, Ф2, Ф3, Ф4, а такжедля пожарных отсеков производственного или складского назначения класса Ф5с категорией помещений по взрывопожарной и пожарной опасности В1-В4, Г,Д, входящие в состав зданий с функциональной пожарной опасностью Ф1, Ф2,Ф3, Ф4, в том числе Ф5.2, является «Методика определения расчетных величинпожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классовфункциональной пожарной опасности» [35].Расчеты пожарного риска включают три основных этапа:определение расчетного времени эвакуации людей в безопасную зону;расчет времени блокирования путей эвакуации (динамики развитияопасных факторов пожара);определение величины пожарного риска.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
