09.00 02.11.2019
Математическая двухзонная модель пожара в здании
Для того чтобы рассчитать прогноз развития возгорания используют несколько методов, одним из которых является математическая модель пожара в зданиях и сооружениях. Она наиболее эффективна при отработке сценариев распространения огня на самой начальной стадии, так как в этот момент газовая среда распространяется по объему помещения достаточно неравномерно.
Принцип зонной математической модели — разделить все помещение на типичные зоны, где различаются температурные параметры и составные компоненты газовой среды. В процессе распространения огня данные зоны меняют свои границы и расположение.
Несмотря на то, что логичнее пространство внутри здания во время пожара разделить на 3 зоны (конвективную колонку над эпицентром пожара, «шапку» из нагретого газа под потолком и зону воздуха с практически неизменными параметрами состояния), наиболее часто на практике используют двухзонную модель расчета пожара.
Характерные параметры модели
В рекомендованной специалистами 2-х зонной модели пожара в здании динамика повышения температур и распространения дыма и газа характеризуются параметрами массы и объема, усреднёнными по значению:
- температура среды в зоне задымленности;
- визуальная плотность дыма;
- массовая концентрация токсичных газов на участке задымления;
- концентрация кислорода в массе;
- нижняя граница дымового слоя по высоте;
Все расчеты по данной модели специалисты проводят через интегральные параметры и балансовые уравнения. Все расчеты проводятся с помощью специализированного программного обеспечения иностранного или российского производства. Например, программа CFAST комплексно описывает типичный ход распространения огня:
- уровень выделения тепла в результате горения степень выделения дыма в зоне открытого пламени;
- изменение оптических свойств газовой среды;
- параметры газообмена с уличной зоной и соседними помещениями;
- нагревание конструкций из различных материалов;
- падение уровня кислорода в помещении;
- выделение и распространение ядовитых газов.
Такой подход позволяет составить достаточно точный прогноз по таким показателям, как: температура, ухудшение видимости, концентрацию токсичных продуктов горения и скорость их распространения по объекту. При этом подобные двузонные математические модели пожара в здании показывают правдивую картинку потенциального чрезвычайного происшествия: токсичные газы скапливаются в подпотолочной зоне образуя дымовой слой.
Автор публикации: учредитель компании «GRAND ATOM»; квалифицированный эксперт Добролюбов Сергей Сергеевич. grandatom.ru