02. Математическая двухзонная модель пожара в здании

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