CC BY
34
высокая температура воздуха, что внесло неопределенность в интерпретацию полученных данных.
Методические подходы к сбору и подготовке данных, оценке влияния метеорологических показателей на здоровье населения в период чрезвычайной ситуации, связанной с пожарами, нашли отражение в МР 2.1.10.0057-12 «Оценка риска и ущерба от климатических изменений, влияющих на повышение уровня заболеваемости и смертности в группах населения повышенного риска».
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПОЖАРА В КОМНАТЕ ТИПОВОЙ КВАРТИРЫ
Антошин А.А., к.ф.-м.н., доцент, Зуйков И.Е., д.ф.-м.н., профессор, Невдах В.В., д.ф.-м.н., доцент, Белорусский национальный технический университет, г. Минск
Одним из важных входных параметров любой модели пожара является тепловыделение. Известно, что обратная тепловая связь (тепловой поток) может увеличить тепловыделение на единицу поверхности, скорость распространения пламени и, следовательно, ускорить наступление этапа полного охвата пламенем помещения [1, 2]. При моделировании пожаров в помещениях, как отмечалось в работе [3], этот факт необходимо учитывать.
В настоящей работе представлены результаты моделирования пожара в одной из комнат типовой двухкомнатной квартиры. Моделирование осуществлялось с помощью программы FDS [4]. С помощью специального графического интерфейса Ру1^т была создана модель квартиры в одной прямоугольной сетке с наружными размерами 9*7*3 м (см. рисунок 1) с кубическими ячейками с ребром 0.1 м. Общее количество ячеек в сетке -225000. Наружные стены, пол и потолок квартиры толщиной 0,2 м сделаны из бетона; внутренние перегородки толщиной 0.1 м - из кирпича; окна и балконная дверь - из стекла, входная дверь - из стали; внутренние двери -из дерева. Значения параметров, определяющих тепловую инерцию конструкционных материалов - плотности, удельные теплоемкости и коэффициенты теплопроводности брались из справочников. Источник пожара постоянной мощности размерами 0.5*0.5 м находился на полу в углу спальной комнаты. Дверь в комнату открыта. Определялись зависимости тепловыделения и пространственного распределения температуры при различных мощностях пожара.
Результаты моделирования первых 5 мин пожара представлены на рисунках 2 и 3. При мощностях источника пожара до ~ 1000 кВт с течением времени тепловыделение флуктуирует около номинального значения и практически остается постоянным (рис. 2а). На рисунке 2б показаны зависимости температуры воздуха в некоторых точках квартиры от времени.
При увеличении мощности пожара выше 1000 кВт пожар перестает быть стационарным. Зависимости тепловыделения от времени принимают более сложный вид - на них наблюдаются колебания с амплитудами, растущими с увеличением мощности пожара. На рисунке 3а представлен пример такой зависимости при мощности пожара 1500 кВт.
Рисунок 1 - Модель типовой двухкомнатной квартиры
600 400 200 0
100
200
300
время, с
а
600 400 200 0
100
200
300
время, с
1- в комнате на высоте 2.5 м; 2-в прихожей на высоте 2.5 м; 3-в комнате на
высоте 0.6 м
б
Рисунок 2 - Зависимости скорости тепловыделения (а) и температуры воздуха (б) от времени пожара мощностью 500 кВт
0
0
Изменение характера пожара можно связать с действием обратной тепловой связи. Результаты моделирования показали, что обратный тепловой поток вызывает колебательные процессы выделения тепла с ростом мощности пожара, свойственные нелинейным динамическим системам. Поэтому, поведение пожара при переходе к стадии полного охвата пламенем помещения отличается от его поведения на начальном этапе.
время, с
а
время, с
1- в комнате на высоте 2.5 м; 2-в прихожей на высоте 2.5 м; 3-в комнате на
высоте 0.6 м
б
Рисунок 3 - Зависимости скорости тепловыделения (а) и температуры воздуха (б) от времени пожара мощностью 500 кВт 1500 кВт
Список литературы
1. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров / Пер. с англ. К.Г. Бомштейна; Под ред. Ю.А. Кошмарова, В.Е. Макарова.-М.: Сторйиздат, 1990.-424 с.
2. ISO/TS 16733 (2006) Fires safety engineering-selection of design fire scenarios and design fires. International Organization for Standardization
3. Poulsen A., Jomaas G. Experimental study on the burning behavior of pool fires in rooms with different wall linings // Fire Technology 2011, v.48, p.419-439.
4. McGrattan K., Baum H., Rehm R., et all. Fire Dynamics Simulator (Version 5). Technical Reference Guide // NIST Special Publication 1018-5, 2009.-94 p.
