CC BY
248
дежурной службы в системе МЧС России».
6. Концепцией развития системы МЧС России на долгосрочную перспективу до 2030 года (доклад Министра МЧС России В.А Пучкова 30.10.2012 г.)».
7. Распоряжение правительства РФ от 30.07 2010 № 1285-р «Комплексная программа обеспечение безопасности населения на транспорте».
8. Анфилатов В.С., Емельянов А.А. Системный анализ в управление. Москва, 2002.
9. Геловани В.А., Башлыков А.А. и др. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях с использованием информации о природной среде. Москва, Эдиториал УРСС, 2001.
10. Аракчеев Д.Б. Программно-инструментальные средства для разработки информационно-аналитических систем. Геоинформатика № 2, 2004.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЖАРА КАК ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ
В.А. Малышев, заместитель начальника кафедры, д.т.н., доцент,
Ю.В. Никитенко, преподаватель, к.т.н., ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
Пожар - это комплекс физико-химических явлений, в основе которых лежат неконтролируемые процессы горения, тепло- и массообмена, сопровождающиеся уничтожением материальных ценностей и создающие опасность для жизни людей.
В 1992 Фридман [1] провел обширное исследование, выявив 74 разные модели пожара. В 2003 году Оленик и Карпентер расширили этот список [2]. Явления, связанные с пожаром, такие как горение, турбулентные потоки, излучение и поглощение энергии, непосредственная передача тепла и др., очень тяжело поддаются точному математическому описанию. Основная проблема связана с недостатком вычислительных ресурсов с одной стороны и высокой сложностью моделей с другой.
Для описания пожара применяются три основных группы детерминистических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые [3].
Выбор конкретной модели следует осуществлять исходя из следующих предпосылок:
Интегральная модель:
- для зданий и сооружений, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;
- проведение имитационного моделирования для случаев, когда учет стохастического характера пожара является более важным, чем точное и детальное прогнозирование его характеристик;
- для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерным размером помещения.
Зональная модель:
- для помещений и систем помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой;
- для помещений большого объема, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;
- для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения (наклонный зрительный зал, антресоли и т.д.).
Полевая модель:
- для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград;
- для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных;
- для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем противопожарной защиты, способных качественно изменить картину пожара, и т.д.).
Интегральная модель пожара позволяет получить информацию, т.е. сделать прогноз, о средних значениях параметров состояния среды в помещении для любого момента развития пожара.
Зонная и полевая модели используется для предсказания развития пожара в частично замкнутых пространствах (в расчетах могут учитываться окна, дверные проходы, вентиляция), таких как одна или несколько комнат.
Все эти модели не рассматривают процесс пожара как задачу описания переходов от нормального функционирования предприятия к безаварийной ситуации и далее к аварийной. Поэтому рассмотрим стадии пожара и выделим формализованные зависимости перехода от одной стадии к другой.
Под динамикой пожара понимают совокупность законов и закономерностей, описывающих изменение основных параметров пожара во времени и пространстве. В качестве основных параметров, изменяющихся во времени, для изучения динамики пожара принимают температуру пожара, площадь пожара, интенсивность газообмена и задымления, скорость распространения пожара.
В зарождении и развитии пожара в помещении выделим четыре стадии, в которых содержатся отдельные фазы:
1) Симптомная стадия - от превышения какого-либо из симптомов безопасного уровня до возникновения очага горения.
2) Начальная стадия - от возникновения локального неконтролируемого очага горения до полного охвата помещения пламенем:
- фаза загорания - пламя возникает от постороннего источника зажигания на небольшом участке и медленно распространяется. Продолжительность фазы загорания колеблется от 1 до 3 мин.;
- фаза начала пожара - температура среды в помещении медленно растет. Весь предыдущий процесс повторяется, но уже с большей интенсивностью. Продолжительность второго этапа примерно 5-10 мин.
3) Стадия полного развития пожара - горят все горючие вещества и материалы, находящиеся в помещении; интенсивность тепловыделения от горящих объектов достигает максимума, что приводит и к быстрому нарастанию температуры среды помещения до максимальных значений:
- фаза объемного развития пожара - бурный процесс нарастания всех параметров. Температура в помещении достигает 250-300 °С. При температуре газовой среды в помещении 300 °С происходит разрушение остекления. Догорание при этом может происходить и за пределами помещения (огонь вырывается из проемов наружу). Скачком изменяется интенсивность газообмена: она резко возрастает, интенсифицируется процесс оттока горячих продуктов горения и приток свежего воздуха в зону горения;
- фаза пожара - на данной фазе температура в помещении может кратковременно снизиться. Резко возрастает общее тепловыделение на пожаре. Температура резко возрастает, достигая 500-600 °С. Процесс развития пожара бурно интенсифицируется. Площадь пожара, среднеобъемная температура в помещении (800-900 °С), интенсивность выгорания пожарной нагрузки и степень задымления достигают максимума;
- фаза стационарного горения - параметры пожара стабилизируются. Это обычно наступает на 20-25 мин пожара и, в зависимости от величины пожарной нагрузки, может длиться 20-30 мин.
4) Стадия затухания пожара - интенсивность процесса горения в помещении снижается из-за расходования находящейся в нём массы горючих материалов или воздействия средств тушения пожара:
- фаза затухания - интенсивность горения постепенно снижается, т.к. основная часть пожарной нагрузки уже выгорела. Среднеобъемная концентрация кислорода в помещении снизилась до 16-17 %, а концентрация продуктов горения, препятствующих интенсивному горению, возросла до предельного значения. Площадь пожара не сокращается: она может расти или стабилизироваться;
- фаза догорания - для этой заключительной фазы пожара характерно медленное тление, после чего через некоторое, иногда достаточно продолжительное, время горение прекращается.
Управлять процессом предотвращения пожара можно на первой (предпочтительно) и второй стадиях, на третьей, четвертой стадии -ликвидировать пожар, по окончании - устранять его последствия.
Список использованной литературы
1. Friedman R. An International Survey of Computer Models for Fire and Smoke // SFPE Journal of Fire Protection Engineering. - 4 (3). - 1992. - P. 81-92.
2. Olenick S. M., Carpenter D. J. An Updated International Survey of Computer Models for Fire and Smoke // SFPE Journal of Fire Protection Engineering. - 13 (2) -2003. - P. 87-110.
3. Свирин И.С. Обзор моделей распространения пожара в зданиях. // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций, 2013, Вып. № 6. - С. 15-22.
