Обзор программного обеспечения расчета огнестойкости строительных конструкций для различных моделей пожаров

Введение. При анализе пожарной безопасности объекта проверяется соответствие фактических пределов огнестойкости конструкций требованиям нормативных документов. Из-за сложности уравнений, описывающих реальные системы, и большого числа итераций, необходимых для получения точных результатов, расчеты проводятся с использованием программного обеспечения. Одной из основных целей работы является анализ программного обеспечения расчета огнестойкости строительных конструкций для различных моделей пожаров. В работе представлены анализ критериев оценки программ и их классификации, оценка рекомендаций по выбору программного обеспечения для решения задач пожарной безопасности, которое соответствует конкретным потребностям пользователей.

Основная (аналитическая) часть. В работе проанализированы различные модели пожаров, учитывающие стадии развития пожара, тепловые и механические воздействия на конструкции в условиях пожара, и предпосылки их использования в программах для расчета огнестойкости строительных конструкций. Рассмотрены модели расчета огнестойкости конструкций, зонные и полевые модели, а также используемые при решении сопутствующих задач модели расчета времени эвакуации и времени срабатывания детекторов. Проанализирована классификация расчетных комплексов по типу решаемых задач: для оценки поведения конструкции при высокотемпературном и механическом воздействии в условиях реального пожара и для определения требований, которым должны соответствовать безопасные конструкции. Рассмотрены определенные предположения и допущения, необходимые специалистам для выполнения вычислений в программных комплексах.

Выводы. Представлены рекомендации по выбору программного обеспечения для решения задач пожарной безопасности, которое соответствует конкретным потребностям пользователей.

1. Olenick S.M., Carpenter D.J. An updated international survey of computer models for fire and smoke // Journal of Fire Protection Engineering. 2003. Vol. 13. Issue 2. Pp. 87–110. DOI: 10.1177/1042391503013002001

2. Friedman R. An international survey of computer models for fire and smoke // Journal of Fire Protection Engineering. 1992. Vol. 4. Issue 3. Pp. 81–92. DOI: 10.1177/104239159200400301

3. Janssens M.L. Evaluating computer fire models // Journal of Fire Protection Engineering. 2002. Vol. 13. P. 19.

4. Twilt L., Hass R., Klingsch W., Edwards M., Dutta D. Design guide for structural hollow section columns exposed to fire. Köln : Verlag TÜV Rheinland, 1994. 98 p.

5. Peacock R.D., Reneke P.A., Jones W.W., Bukowski R.W., Forney G.P. A User’s Guide for FAST: Engineering tools for estimating fire growth and smoke transport. Special Publication 921. 2000 Edition. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2000. 192 p. DOI: 10.6028/nist.sp.921e2000

6. Portier R.W., Reneke P.A., Jones W.W., Peacock R.D. A User’s Guide for CFAST Version 1.6. NISTIR 4985. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 1992. DOI: 10.6028/nist.ir.4985

7. Jones W.W., Forney G.P., Peacock R.D., Reneke P.A. A technical reference for CFAST: an engineering tool for estimating fire growth and smoke transport. Technical Note 1431. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2000. 178 p. DOI: 10.6028/nist.tn.1431

8. Morente F., de la Quintana J., Wald F. PART 4: Software for fire design. 2015.

9. Dumont F., Bostrom L., Lukomski M., van den Berg G. Report of the EGOLF Round-Robin Nr. TC2 14-1 in Fire Resistance Testing. The European Group of Laboratories for Fire Testing (EGOLF), 2015.

10. Пожары и пожарная безопасность в 2017 году : статистический сборник / под общ. ред. Д.М. Гордиенко. М. : ВНИИПО, 2018. 125 с.

11. Еремина Т.Ю., Фадеев В.Е. К оценке возможности внедрения экранных стен на объектах с массовым пребыванием людей // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2018. Т. 27. № 2–3. С. 57–66. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.02-03.57-66

12. Korhonen T. Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS+Evac. Technical Reference and User’s Guide (FDS 6.6.0, Evac 2.5.2, DRAFT). VTT Technical Research Centre of Finland, 2018. 115 p.

13. McGrattan K., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator. Technical reference guide. Volume 1: Mathematical Model. NIST Special Publication 1018. Sixth Edition. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. 149 p. DOI: 10.6028/nist.sp.1018e6

14. McGrattan K., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator. Technical reference guide. Volume 2: Verification. NIST Special Publication 1018. Sixth Edition. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. 170 p.

15. McGrattan K., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator. Technical reference guide. Volume 3: Validation. NIST Special Publication 1018. Sixth Edition. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. 509 p.

16. Forney G.P. Smokeview, a tool for visualizing fire dynamics simulation data. Volume I: User’s Guide. NIST Special Publication 1017-1. Sixth Edition. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. 185 p.

17. Шебеко Ю.Н., Зубань А.В., Шебеко А.Ю. Расчет фактического предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций при различных температурных режимах пожара // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 6. С. 29–34. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.06.29-34

18. Фадеев В.Е. Исследование предела огнестойкости экранных стен // Пожарная безопасность. 2019. № 2. С. 49–53.

19. Еремина Т.Ю., Портнов Ф.А. Проблемы и перспективы в области огнестойкости деревянных конструкций для высотных зданий // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 2. С. 34–43. DOI: 10.18322/PVB.2020.29.02.34-43