МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОЖАРА

 Однако, на основе проведенных  исследований, можно утверждать, что  поскольку априорные допущения  зонных моделей могут приводить  к существенным ошибкам при  оценке пожарной опасности объекта,  предпочтительно использовать полевой  метод моделирования в следующих  случаях:

• для помещений сложной  геометрической конфигурации, а также  для помещений с большим количеством  внутренних преград;

• помещений, в которых  один из геометрических размеров гораздо  больше остальных;

• помещений, где существует вероятность образования рециркуляционных течений без формирования верхнего прогретого слоя (что является основным допущением классических зонных моделей);

• в иных случаях, когда  зонные и интегральные модели являютсяч недостаточно информативными для решения поставленных задач, либо есть основании считать, что развитие пожара может существенно отличаться от априорных допущений зональных и интегральных моделей пожара.

 

Математический аппарат  модели изложен в научно-методических пособиях, приведенных в разделе  «Литература» настоящего раздела.

 

 

 

 

 

 

Критерии выбора моделей  пожара для расчетов

 

В соответствии с проектом документа «Методика оценки рисков для общественных зданий» для  описания термогазодинамических параметров пожара применяются три основных группы детерминистических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.

Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять исходя из следующих предпосылок:

интегральный метод:

- для зданий и сооружений, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации

- проведении имитационного моделирования для случаев, когда учет стохастического характера пожара является более важным, чем точное и детальное прогнозирование его характеристик;

- для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерным размером помещения;

 

зональный метод:

- для помещений и систем помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой;

- для помещений большого объема, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;

- для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения (наклонный зрительный зал кинотеатра, антресоли и т.д);

 

полевой метод:

- для помещений сложной  геометрической конфигурации, а  также помещений с большим  количеством внутренних преград  (атриумы с системой галерей  и примыкающих коридоров, многофункциональные  центры со сложной системой  вертикальных и горизонтальных  связей и т.д.);

- для помещений, в которых  один из геометрических размеров  гораздо больше (меньше) остальных  (тоннели, закрытые автостоянки  большой площади и.т.д.);

- для иных случаев,  когда применимость или информативность  зонных и интегральных моделей  вызывает сомнение (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду  здания, необходимость учета работы  систем противопожарной защиты, способных качественно изменить  картину пожара, и т.д.).

 

 

 

Характеристика типовой  пожарной нагрузки (примеры)

 

Здания I-II ст. огнест.; мебель+бытовые изделия

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 13800,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ,кг/м3 0,0108

Удельная скорость выгорания, кг/м2-с 0,01450

Дымообразующая способность, Нп×м2/кг 270,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг -1,0300

Выделение газа:

углекислого (СОг), кг/кг 0,20300

угарного (СО), кг/кг 0,00220

хлористого водорода (НС1), кг/кг 0,01400

 

Здание I-II ст. огнест.; мебель+ткани

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 14700,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3. 0,0108

Удельная скорость выгорания, кг/м2×с 0,01450

Дымообразуюшая способность, Нп×м2/кг. ...82,00

Потребление кислорода (O2), кг/кг -1,4370

Выделение газа:

углекислого (СО2). кг/кг...... 1,28500

угарного (СО), кг/кг 0,00220

хлористого водорода (НС1), кг/кг. 0,00600

 

Обществ.здания; мебель+линолеум ПВХ (0,9+0,1)

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 14000,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3 0,015

Удельная скорость выгорания, кг/м2×с .-. 0,01370

Дымообразуюшая способность, Нп×м2/кг 47,70

Потребление кислорода (Ог), кг/кг -1,3690

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 1,47800

угарного (СО), кг/кг 0,03000

хлористого водорода (НС1), кг/кг.. 0,00580

 

Библиотеки, архивы; книги, журналы  на стеллажах

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 14500,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3 0,0103

Удельная скорость выгорания, кг/м2×с 0,01100

Дымообразуюшая способность, Нп×м2/кг 49,50

Потребление кислорода (О2), кг/кг -1,1540

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 1,10870

угарного (СО), кг/кг 0,09740

хлористого водорода (НС1), кг/кг. .0,00000

 

 

Верхняя одежда; ворс, ткани (шерсть+нейлон)

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 23300,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3 0,0835

Удельная скорость выгорания, кг/м2-с 0,01300

Дьшообразуюшая способность, Нп×м2/кг 129,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг -3,6980

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 0,46700

угарного (СО), кг/кг 0,01450

хлористого водорода (HС1), кг/кг 0,00000

 

Резинотехн. изделия; резина, изделия из нее

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 36000,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3.... 0,0184

Удельная скорость выгорания, кг/м2-с 0,01120

Дымообразуюшая способность, Нп м2/кг 850,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг -2,9900

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 0,41600

угарного (СО), кг/кг .. 0,01500

хлористого водорода (НС1), кг/кг 0,00000

 

 

Автомобиль; 0,3*(резина, бензин)+0,15*(ППУ, искожа ПВХ)+0,1* эмаль

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 31700,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3 0,0068

Удельная скорость выгорания, кг/м2 с 0,02330

Дымообразуюшая способность, Нп м2/кг 487,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг. -2,6400

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 1,29500

угарного (СО), кг/кг 0,09700

 

 

Кабинет; мебель+бумага (0,75+0,25)

Низшая теплота сгорания, кДж/кг .14002,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/м3 0,042

Удельная скорость выгорания, кг/м2×с .0,01290

Дымообразуюшая способность, Нп×м2/кг .. 53,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг. .-1,1610

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг ...0,64200

угарного (СО), кг/кг ....... 0,03170

хлористого водорода (НС1), кг/кг. , 0,00000

 

Помещение, облицованное панелями; панели ДВП 

Низшая теплота сгорания, кДж/кг 18100,0

Линейная скорость пламени, м/с / Плотность ГЖ, кг/мЗ 0,0405

Удельная скорость выгорания, кг/м2×с 0,01430

Дымообразуюшая способность, Нп×м2/кг 130,00

Потребление кислорода (О2), кг/кг -1,1500

Выделение газа:

углекислого (СО2), кг/кг 0,68600

угарного (СО), кг/кг 0,02150

хлористого водорода (НС1), кг/кг .... г.. 0,00000

 

Литература

 

Кошмаров Ю.А. Прогнозирование  опасных факторов пожара в помещении. Учебное пособие. АГПС МВД РФ, М. - 2000.

Применение полевого метода математического моделирования  пожаров в помещениях. Методические рекомендации. ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003.

Пузач С.В. Методы расчета  тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности. Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. - 336 с.

Пузач С.В., Смагин А.В., Лебедченко О.С., Абакумов Е.С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах. Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. 222 с.