Полевое моделирование динамики пожара при ответе на вопрос о выполнении системой пожарной сигнализации своих функций

Введение. Анализ выполнения системой пожарной сигнализации своих функций необходим при ответе на вопрос о соответствии системы требованиям пожарной безопасности. Данный вид исследования часто проводится при производстве судебной нормативной пожарно-технической экспертизы. В связи с этим для оценки выполнения системой пожарной сигнализации своих функций необходимо определить условия развития пожара и безопасной эвакуации людей.

Цели и задачи. Целью настоящей работы является численное исследование влияния на работу пожарной сигнализации используемых математических моделей горения, характеристик пожарной нагрузки и расположения очага пожара.

Методика. Для достижения цели исследования использовалось полевое моделирование динамики пожара. При моделировании работы системы пожарной сигнализации проведены расчеты распространения опасных факторов пожара при различных сценариях расположения очага горения.

Результаты и их обсуждение. Проведенные расчеты выполнения условий безопасной эвакуации людей в случае ненормативного расположения пожарных извещателей позволили отработать алгоритм расчета времени начала эвакуации. Показано, что расчетное время обнаружения пожара зависит от используемых моделей горения (средний или сложный уровень), размеров расчетной сетки, характеристик пожарной нагрузки и расположения очага пожара.

Выводы. Показано, что на результаты полевого моделирования развития пожара и времени его обнаружения оказывают влияние используемые модели горения, характеристики пожарной нагрузки и расположение очага пожара относительно пожарных извещателей. При невыполнении системой пожарной сигнализации своих функций и, следовательно, несоблюдении условий безопасной эвакуации необходимо либо уточнение модели горения, либо проведение сравнения результатов моделирования при нормативном и фактическом размещении извещателей.

1. Воронов С.П., Кондратьев С.А., Петрова Н.В., Скодтаев С.В., Тумановский А.А. Судебная нормативная пожарно-техническая экспертиза. СПб. : СПб УГПС МЧС России, 2014. 92 с.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. 2-е изд. М. : ВНИИПО, 2016. 79 с.

3. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах. М. : ВНИИПО, 2009. 77 с.

4. Абашкин А.А., Карпов А.В., Ушаков Д.В., Фомин М.В., Гилетич А.Н., Комков П.М. и др. Пособие по применению «Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности». М. : ВНИИПО, 2014. 226 с.

5. Гордиенко Д.М., Шебеко Ю.Н., Шебеко А.Ю., Кириллов Д.С., Трунева В.А., Гилетич А.Н. и др. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов. М. : ВНИИПО, 2012. 242 с.

6. Методология судебной пожарно-технической экспертизы: основные принципы. М. : ВНИИПО, 2013. 23 с.

7. Schifiliti R.P., Custer R.L.P., Meacham B.J. Design of detection systems // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Chapter 40. 5th Edition. Society of Fire Protection Engineers, 2016. Pp. 1314–1377. DOI: 10.1007/978-1-4939-2565-0

8. Калмыков С.П., Есин В.М. Время обнаружения очага пожара // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 11. С. 52–63. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.11.52-63

9. Карпов А.В., Рыжов A.M. Полевое моделирование тепло- и массопереноса в припотолочной струе продуктов горения над нестационарными очагами пожара // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2001. Т. 10. № 3. С. 17–24.

10. Самошин Д.А., Холщевников В.В. Проблемы нормирования времени начала эвакуации // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2016. Т. 25. № 5. С. 37–51. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.37-51

11. Puzach S.V., Nguyen Thanh Hai. Influence of the rates of gas flows through the smoke-removal and input-ventilation systems on the height of the smoke-free zone in a fire within a building // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2009. Vol. 82. No. 6. Pp. 1033–1041. DOI: 10.1007/s10891-010-0290-x

12. Kuffner W., Hadjisophocleous G. Method of determining smoke detector spacing in high ceiling applications // Fire Technology. 2010. Vol. 50. No. 3. Pp. 1–22. DOI: 10.1007/s10694-010-0141-5/

13. Forney G., Bukowski R., Davis W. Field modeling: simulating the effect of sloped beamed ceilings on detector and sprinkler response, Technical Report Year 2. Fire Protection Research Foundation, Quincy, MA, 1994. 41 p.

14. Лобаев И.А., Вечтомов Д.А., Плешаков В.В. Реконструкция начальной стадии пожара с учётом параметров системы обнаружения опасных факторов пожара // Технологии техносферной безопасности. 2018. Вып. 3 (79). С. 19–27. DOI: 10.25257/TTS.2018.3.79.19-27

15. Кирик Е.С., Дектерев А.А., Литвинцев К.Ю., Харламов Е.Б., Малышев А.В. Математическое моделирование эвакуации при пожаре // Математическое моделирование. 2014. Т. 26 (1). С. 3–16. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21276919

16. Khasanov I.R., Karpov A.V. Modeling fire spread along the non-combustible building facades of different geometry // Proceeding of the Ninth International Seminar on Fire and Explosion Hazards (ISFEH9). St. Petersburg Polytechnic University Press, 2019. Pp. 534–541. DOI: 10.18720/SPBPU/2/k19-1

17. Cox G. Turbulent closure and the modelling of fire using computational fluid dynamics // Philosophical Transactions of the Royal Society A. 1998. Vol. 356. No. 1748. Pp. 2835–2854. DOI: 10.1098/rsta.1998.0300

18. Olenick S.M., Carpenter D.J. An updated international survey of computer models for fire and smoke // Journal of Fire Protecting Engineering. 2003. Vol. 13. No 2. Pp. 87–110. DOI: 10.1177/1042391503013002001

19. McGrattan K., Miles S. Modeling fires using Computational Fluid Dynamics (CFD). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Chapter 32. Fifth Edition. Society of Fire Protection Engineers, 2016. Pp. 1034–1065. DOI: 10.1007/978-1-4939-2565-0

20. Рыжов А.М., Хасанов И.Р., Карпов А.В., Волков А.В., Лицкевич В.В., Дектерев А.А. Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях : методические рекомендации. М. : ВНИИПО, 2002. 35 с.

21. McGrattan K., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator (Version 4) Technical Reference Guide. Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. 149 p. DOI: 10.6028/nist.sp.1018

22. Снегирёв А.Ю. Моделирование тепломассообмена и горения при пожаре : дис. … д-ра техн. наук. СПб. : С.-Петерб. политехн. ун-т, 2004. 271 с.

23. Лобова С.Ф., Принцева М.Ю. Оценка влияния исходных данных на результаты моделирования распространения горения при оценке эффективности работы автоматической установки пожарной сигнализации // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. 2019. № 3. С. 70–80. URL: https://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V113/11.pdf

24. McGrattan K., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator User’s Guide: NIST Special Publication 1019. Sixth Edition. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology, 2013. 262 p.

25. Снегирев А.Ю., Талалов В.А. Теоретические основы пожаро- и взрывобезопасности. Горение неперемешанных реагентов : учебное пособие. СПб : С.-Петерб. политехн. ун-т, 2008. 212 с.