Моделирование динамики опасных факторов пожара с учетом действий добровольных пожарных формирований

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЙ ДОБРОВОЛЬНЫХ ПОЖАРНЫХ

ФОРМИРОВАНИЙ

Колодяжный С.А., к.т.н., доцент, Однолько А.А., к.т.н., доцент Ситников И.В., Воронежский ГАСУ, г. Воронеж

Оценка величины пожарного риска осуществляется, в частности, посредством моделирование движения эвакуационных потоков (ДЭП) и динамики опасных факторов пожара (ОФП) [1, 2]. Реализация федерального закона «О добровольной пожарной охране» вступившего в силу 22 мая 2011 года [3] ставит ряд задач по формированию добровольных пожарных команд (ДПК) и дружин (ДПД) на объектах защиты. В настоящее время, действия по тушению пожаров и спасению людей объектовыми добровольными пожарными формированиями не отражены в математическом моделировании ДЭП и ОФП.

В работе приводится теоретическое исследование влияния функционирования ДПД и ДПК Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронежского ГАСУ) на величину пожарного риска объектов учебно-лабораторных корпусов и студенческого городка. Целью данной работы является разработка зависимостей, позволяющих учитывать прибытие первоочередных мобильных сил и средств ДПД и ДПК в рамках моделирования динамики ОФП.

Математическая модель является оптимизационной и предназначена для определения оптимальных мест дислокации ДПД и ДПК, что позволит максимально снизить величину пожарного риска объекта защиты. В качестве исходных данных [4] принимаются:

- геометрические характеристики помещения с проемами;

- начальные параметры газовой среды в помещении;

- физико-химические характеристики пожарной нагрузки;

- время с момента начала пожара до его локализации силами и средствами добровольной пожарной команды.

Концептуальная постановка задачи моделирование динамики ОФП с учетом работы добровольной пожарной команды заключается в описании термогазодинамических процессов в соответствии с фундаментальными законами природы: закона сохранения массы и энергии.

В работе приняты следующие допущения:

- объект моделирования есть идеальный газ;

- в начальной стадии пожара проемы работаю только на выталкивание продуктов горения, поступление наружного воздуха не рассматривается;

- удельная скорость газификации горючего вещества есть величина постоянная и принимает максимальное значение;

- количество первоочередных сил и средств ДПД и ДПК, направленных на тушение пожара, является достаточным.

В качестве формальной модели системы термогазодинамических процессов при пожаре в работе предложена модель «белого ящика» [6], граф структурной схемы которой рассмотрен на рисунке.

процессов при пожаре

1 - среднеобъемная плотность газовой среды; 2 - скорость газификации; 3 -массовый расход приточного воздуха; 4 - массовый расход продуктов горения; 5 -среднеобъемное давление газовой среды; 6 - среднемассовая температура газовой среды;

7 - тепловой поток в ограждающие конструкции; 8 - среднеобъемная парциальная плотность кислорода; 9 - среднеобъемная парциальная плотность токсичных газов; 10 -среднеобъемная оптическая плотность газовой среды; 11 - координата плоскости равных давлений; 12 - изменение площади пожара; 12' - действия ДПД и ДПК, направленные на

тушение пожара.

Таким образом, разработанная математическая модель позволяет определять требуемое время эвакуации с учетом действий ДПД и ДПК, направленные на тушение пожара. В работе представлена многоуровневая структурная схема термогазодинамических процессов пожара, которая позволяет рассматривать исследуемый объект как совокупность отдельных элементов. Следовательно, для дальнейшего совершенствования методики определения пожарного риска с учетом функционирования ДПД и ДПК целесообразно внедрять методы системного анализа.

Список литературы

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www.consultant.ru/document / cons_doc_LAW_78699/, дата обращения 10.04.2012.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Приказ МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382 // ФГУ ВНИИПО МЧС России. - 71 с.

3. Федеральный закон от 22 мая 2011 г. № 100-ФЗ «О добровольной пожарной охране» [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www.mchs.gov.ra/rc/activity/?ГО=640471&rc_id=moscow, дата обращения 10.09.2012.

4. Ашихмин, В.Н. Введение в математическое моделирование: Учебн. Пособие / В.Н. Ашихмин, М.Б. Гитман, И.Э. Келлер и д.р. Под ред. П.В. Трусова. - М.: Логос, 2005. - 440 с.

МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕПЛОВОЙ ДЕПРЕССИИ ПРИ ПОЖАРЕ В ТОННЕЛЕ

Колодяжный С.А., к.т.н, доцент Переславцева И.И., Леонтьев С.Н., Воронежский ГАСУ, г. Воронеж

В условиях тоннелей метрополитена, погрешность расчетных зависимостей, во многом зависит от правильности формирования расчетных схем вентиляционных соединений на основе общей схемы вентиляции тоннелей метрополитена (рис. 1). В этой связи, расчетные зависимости для определения критических параметров тоннелей, представлены, в общем виде, позволяющем учитывать многообразие схем вентиляционных соединений перегонов, различные условия их формирования, возможное место возникновение пожара и предполагаемое направление дымоудаления. Расчетные схемы вентиляционных соединений перегонов ориентируются относительно станционных вентиляторных установок, т.е. представляются в виде сложного параллельного соединения, в котором станционная вентиляторная установка представляется ветвью, расположенной последовательно с этим соединением [1,2].

В общем случае величина критической депрессии тоннеля определяется по расчетной схеме (рис. 2а, б) по следующей формуле:

А + ь

гй

где к- критическая депрессия аварийного тоннеля, даПа; ^ - суммарный расход воздуха в тоннелях, при одиночной работе

станционной вентиляторной установки (оба вентилятора работают на вытяжку), м3/с;

Я", - коэффициент, учитывающий влияние совместной (при аварийном

режиме работы системы тоннельной вентиляции) работы вентиляторных установок на критические параметры тоннеля;