О проблемах моделирования динамики пожара

мероприятий, предусматривающих оказание в максимально короткие сроки в очаге поражения первой медицинской помощи аварийно-спасательными бригадами объекта, на границе очага - первой врачебной помощи бригадами скорой медицинской помощи с последующей эвакуацией в стационары гражданского здравоохранения города для оказания специализированной медицинской помощи. Выводы.

Таким образом, полученные данные позволяют провести оценку химической обстановки, оценить зону химического поражения, величину санитарных потерь работников и населения, организовать эффективное проведение мероприятий лечебно-эвакуационного обеспечения в случаях возникновения химической аварии в районе сосредоточения ХОО.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Совершенствование системы оказания медицинской помощи при чрезвычайных ситуациях на химически опасных объектах/ A.M. Шелепов [и др.] // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2016. - № 3. - С. 138 - 143.

2. О состоянии и об охране окружающей среды Саратовской в 2016 году [Электронный ресурс]: Министерство природных ресурсов и экологии Саратовской области. - Режим доступа:

3. http ://www. mi nforest.saratov.gov.ru/info/9 SECTION_ID=65

4. Перфильева M.B. Анализ организации медико-санитарного обеспечения пострадавших при пожарах в Воронежской области / М.В. Перфильева, JI.E. Механтьева, Е.А. Раскина // Прикладные информационные аспекты медицины. - 2017. - Т. 20. - №1. - С. 70-76.

5. Склярова A.B. Особенности медико-психологической адаптации специалистов к служебной деятельности в системе МЧС / A.B. Склярова, Т.П. Склярова, JI.E. Механтьева, И.Л. Никулыпина // Журнал практической и теоретической биологии и медицины «Системный анализ и управление в биомедицинских системах». - 2014. - Т. 13. - №3. - С. 571 -578.

6. Полубояринов П.А. Организация медико-санитарного обеспечения пострадавших при пожарах на территории Воронежской области / П.А. Полубояринов, Е.А. Раскина, М.В. Перфильева / Молодежный инновационный вестник. - 2017. - Т. 6. - № 2. -С. 260-261.

7. Склярова Т.П. Распространенность посттравматических стрессовых расстройств среди участников пожаротушения / Т.П. Склярова и [и др.] // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2016. - Т. 2. - №1 (7). - С. 336 - 339.

8. Павлова М.Г. Вопросы организации медицинского обеспечения при авариях на химически опасных объектах / М.Г. Павлова [и др.] // Молодежный инновационный вестник. - 2018. - Т. VII, приложение. - С. 235 - 236.

УДК 614.8

Е.А. Мишина, С.Н. Волкова

ФГБОУ ВО Воронежский институт-филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

О ПРОБЛЕМАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПОЖАРА

В статье рассматривается вопрос о проблемах моделирования пожаров,

рассматриваются основные типы математических моделей пожара: интегральный, зонный и полевой (дифференциальный).

Ключевые слова: динамика развития пожара, математическое моделирование,

пожар.

Е.Л. Miklina, S.N. Volkova

ON THE PROBLEMS OF MODELING THE DYNAMICS OF FIRE

The article deals with the problem of modeling fires, examines the main types of mathematical models of fire: integral, zone and field (differential).

Key words: dynamics of fire development, mathematical modeling, fire.

В процессе возникновения пожара в здании различают три стадии динамики развития пожара: начальную, основную (развитую) и конечную.

Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания; до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем. На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нем. В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин (иногда и более - до нескольких часов). Опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин. Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума. На этой стадии сгорает 80-90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяются во времени незначительно. На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха и продуктов горения. Для более точного понимания динамики развития пожара, используют математические модели пожара.

Существует три типа математических моделей пожара: интегральный, зонный и полевой (дифференциальный), основное отличие которых заключается в уровне детализации результатов моделирования динамики опасных факторов пожара. Так, например, полевая (дифференциальная) математическая модель пожара описывает динамику основных параметров газовой среды в каждой точке объема помещения, зонная -в условных верхнем, нижнем объемах помещения и зоне конвективной колонке, а интегральная - во всем объеме помещения.

Полевые (дифференциальные) модели рекомендованы к применению для помещений сложной геометрической конфигурации, имеющих большое количество внутренних преград; для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных. [1,2].

Полевые (дифференциальные) модели основаны на методе разбиения всего объема помещения на множество малых контрольных объемов, для каждого из которых решается система дифференциальных уравнений в частных производных, включающих в себя закон теплопроводности Фурье, реологический закон Стокса, законы диффузии и конвективного теплообмена и т. д [1, 2, 4]. Перечисленные уравнения позволяют с достаточной точностью описать локальные мгновенные балансы при ламинарных потоках. Однако в начальной стадии пожара наблюдаются турбулентные потоки, которые в настоящее время недостаточно изучены. Принципиальными проблемами полевых математических моделей пожара является необходимость детального моделирования большого количества физических процессов, что требует разработки сложных численных алгоритмов, позволяющих адаптировать модель к конкретным заданным условиям задачи и решить её.

[1,5, 6].

Зонные математические модели пожара применяются для помещений и систем помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой при условии, что размер очага пожара существенно меньше размеров помещения и для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения. Зонные математические модели пожара основаны на принципе разбиения объема помещения на несколько условных зон, для каждой из которых записываются уравнения материального и энергетического баланса. Указанный подход позволяет более точно описать динамику тепломассообменных процессов пожара в атриумах и других помещениях высотой более 6 м. Зонные математические модели пожара основаны на следующих допущениях и упрощениях, в частности: - принимается, что удельная массовая скорость горения жидкости в начальной стадии развития пожара имеет свое установившееся значение и не зависит от функционирования системы вытяжной противодымной вентиляции; - при моделировании динамики основных параметров газовой среды не учитывается переход между зонами верхнего слоя нагретого газа и нижнего слоя холодного воздуха, т. е. принимается резко выраженная граница. Таким образом, в результатах всегда наблюдается скачкообразный характер изменения основных параметров газовой среды при переходе от одной зоны к другой. [2, 6].

Интегральные модели применяются для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации; для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой; для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара; для расчетного определения основных параметров противодымной вентиляции здания. В основе этой модели лежит система обыкновенных нестационарных дифференциальных уравнений, которые выражают фундаментальные законы материального и энергетического баланса и состоит из следующих уравнений: материального баланса газовой среды помещения; материального баланса компонентов газовой среды (кислород, монооксид и диоксид углерода, хлористый водород и инертных газов); материального баланса частиц дыма; энергетического баланса газовой среды. Реализация системы дифференциальных уравнений интегральных математических моделей пожара возможна лишь численным методом (метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5 порядка точности с переменным шагом). [1,2]

Таким образом, актуализирован ряд проблем моделирования динамики пожара, а также допущений и упрощений, увеличивающих погрешность расчетов и ограничивающих область применения используемых математических моделей пожара. Анализ позволяет сделать вывод, что в настоящее время определение требуемого времени эвакуации людей при пожаре и как следствие величины пожарного риска является сложной научно-технической задачей, требующей нетривиального решения. В то же время, недооценка пожарной опасности объекта строительства, равно как и её переоценка может привести как к гибели людей, так и к необоснованным финансовым затратам на противопожарные мероприятия. [3, 5, 6]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах: приказ МЧС России от 10.07.2009 г. № 404. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 71 с.

2. Учебное пособие к курсу лекций по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара»/Сост. Е.А. Киндеев., Владим. гос. ун-т., Владимир, 2016. - с. 62.

3. Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном

деле. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. - 443 с.

4. Моделирование пожаров и взрывов / под общ. ред. H.H. Брушлинского и А.Я. Корольченко. -М.: Изд-во «Пожнаука», 2000. - 482 с.

5. Ситников И.В., Головинский ПЛ., Однолъко A.A. Интегральная модель динамики пожара при неустановившем- ся режиме горения толуола // Пожаро- взрывобезопасность. -2014. - № 2 (23). - С. 34-42.

6. Однолъко A.A., Ситников И.В. Определение величины пожарного риска в производственном помещении с выде- лением горючих жидкостей и газов // Научный вестник ВГАСУ. Строителство и архитектура. - 2011. - №3. - С. 125-133.

УДК 614.841

И.Р. Мингачев, С.А. Псарев

Воронежский институт-филиал ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России

О АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

В статье перечислены виды систем автоматического пожаротушения и их основные характеристики.

Ключевые слова: автоматические системы пожаротушения, достоинства и недостатки автоматических систем пожаротушения.

LR. Mingachev, S.A. Psarev

ABOUT AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS

The article lists the types of automatic fire extinguishing systems and their main characteristics.

Key words: automatic fire extinguishing systems, advantages and disadvantages of automatic fire extinguishing systems.

На крупных предприятиях для защиты от пожара обязательно должны быть установлены комплексные системы противопожарной защиты, включающие в себя приборы обнаружения, оповещатели о возникновении пожара, системы автоматического пожаротушения и противодымной защиты [1].

Необходимость создания таких систем устанавливается Федеральным законом от 22 февраля 2008 г. № 123-ФЭ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» в котором изложена основная цель создания систем противопожарной защиты: обеспечение безопасности для жизни и здоровья людей и сохранности имущества при воздействии на них опасных факторов пожара, а также ограничение его последствий.

Пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной, если:

- полностью выполнены требования пожарной безопасности;

- пожарный риск не превышает допустимых значений [2].

Полноценное обеспечение пожарной безопасности объекта защиты невозможно без установки автоматической системы пожаротушения. АСПТ должна выполнять задачи:

- ликвидация открытого пламени на объекте до того, как будет достигнуто критическое значение факторов возгорания;