CC BY
176
М. А. СУХОТИНА, канд. физ.-мат. наук, ведущий инженер 1Т-отдела ООО "Международный научный инновационный центр строительства и пожарной безопасности", г. Санкт-Петербург, Россия Н. В. ТИХОНОВА, инженер 1Т-отдела ООО "Международный научный инновационный центр строительства и пожарной безопасности", г. Санкт-Петербург, Россия
УДК 614.841.12
ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ И СТРОЕНИЯХ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Проведен сравнительный обзор современных программных комплексов для определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности.
Ключевые слова: программные комплексы; определение расчетных величин пожарного риска; класс функциональной пожарной опасности.
В соответствии с Федеральным законом № 12Э-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" [1] (далее — Технический регламент) пожарный риск определяется как мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей.
Расчеты по оценке пожарного риска проводятся в рамках разработки декларации пожарной безопасности или декларации промышленной безопасности (на объектах, для которых они должны быть подготовлены в соответствии с законодательством Российской Федерации). Порядок проведения расчетов по оценке пожарного риска определяется нормативными правовыми актами Российской Федерации.
Определение расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности проводится в соответствии с требованиями постановления Правительства РФ № 272 от 31.01.2009 г. "Правила проведения расчетов по оценке пожарного риска" по методике [2]. Необходимость проведения расчетов обусловлена требованиями ст. 6, 53 и 79 [1].
Первым этапом расчета риска является проверка условия беспрепятственной и своевременной эвакуации людей: интервал времени с момента обнаружения пожара до завершения процесса эвакуации людей в безопасную зону не должен превышать необходимое время эвакуации людей при пожаре. Этот
© Сухотина М. А., Тихонова Н. В., 2012
этап включает: расчет фактического и необходимого времен эвакуации для наиболее опасных аварийных ситуаций и наихудших сценариев развития пожара. При анализе аварийных ситуаций в расчете учитывается протяженность эвакуационных путей, количество людей в помещениях, вероятность блокирования эвакуационных выходов, тип и количество пожарной нагрузки.
При определении фактического времени эвакуации людей из помещений и зданий для расчета необходимо выбрать модель движения. Расчет можно производить одним из следующих способов [3]:
• по упрощенной аналитической модели движения людского потока (определяется время движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест нахождения людей);
• по математической модели индивидуалъно-по-точного движения людей из здания (устанавливается время выхода из здания последнего человека);
• по имитационно-стохастической модели движения людских потоков (с учетом поведения людского потока, его переформирования и выравнивания плотностей).
Выбор модели производится на основе анализа объемно-планировочных решений здания, а также особенностей контингента (его однородности) людей, находящихся в нем.
Для определения времени блокирования путей эвакуации вычисляется время достижения опасны-
46
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №4
ми факторами пожара (ОФП) критических значений на эвакуационных путях в различные моменты времени. Необходимо произвести обоснованный выбор сценария пожара с наихудшими последствиями для находящихся в здании людей.
Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации осуществляется с учетом свойств анализируемой структуры [3]:
• интегральная модель;
• зонная (зональная) модель;
• полевая модель.
Решение вышеизложенных задач в настоящее время реализовано во многих программах и программных комплексах. К сожалению, нередко это разрозненные модули для решения отдельных задач, с реализацией только одной модели. Наиболее рациональными являются комплексы, позволяющие проводить полный расчет времени эвакуации и времени блокирования эвакуационных путей и расчетных показателей риска в одном продукте, в рамках одного проекта. Важным аспектом является также наличие набора моделей, предлагаемого пользователю для расчета.
Рассмотрим более подробно некоторые комплексы, широко применяемые в настоящее время для определения расчетных величин пожарного риска. Основным критерием выбора комплексов для обзора служит способ представления разработчиками своих программных продуктов: описание круга решаемых задач, моделей для расчетов, итоговых отчетов и графического представления результатов. Наличие демонстрационных видеороликов дает возможность пользователю легко определить преимущества того или иного комплекса, оценить его интерфейс.
1. Комплекс "Фогард" (разработчик — ООО "Институт технического регулирования и независимой экспертизы" (Интернэкс) [4]). Комплекс состоит из следующих модулей:
- Фогард-РВ—для определения расчетного времени эвакуации на основе упрощенной аналитической модели;
- Фогард-НВ — для получения необходимого времени эвакуации с использованием интегральной и зонной моделей и аналитических соотношений расчета критических значений ОФП (с учетом распространения ОФП по этажам через горизонтальные проемы, изменения состояний проемов (закрытия дверей/вскрытия окон), результатов работы системы вытяжной и приточной противодымной вентиляции);
- Фогард-риск — для определения расчетных величин пожарного риска.
Графический интерфейс программы "Фогард-РВ" в приложении TimeCAD организован на базе AutoCAD (версии 2007-2011). Несомненным преимуществом комплекса могла бы стать возможность использования данного приложения и для расчета необходимого времени эвакуации (в настоящее время задание топологии для расчета критических значений ОФП проводится отдельно: пользователь указывает параметры включаемых в сценарий помещений, связи между ними, характеристики очага пожара).
На сайте разработчика [4] пользователю предлагается также бесплатный калькулятор пожарного риска для "экспресс-анализа" объекта в режиме он-лайн.
Сервис "Фогард" доступен для любого компьютера, подключенного к сети Интернет, при этом не требуется установка дополнительного программного обеспечения (за исключением TimeCAD — приложения к AutoCAD).
Пользователю всегда доступны последние версии программ, так как программы размещены в сети Интернет и не требуют дополнительного обновления на компьютере.
К компьютеру не предъявляется никаких особых требований по производительности, поскольку все расчеты проводятся на сервере. Необходимо лишь обеспечить скорость по сети Интернет не менее 512 кБ/с.
2. Комплекс "Ситис" (разработчик — ООО "Строительные информационные технологии и системы" [5]). Комплекс состоит из следующих модулей:
- Флоутек ВД 2.50 — для расчета времени эвакуации (с использованием упрощенной аналитической и имитационно-стохастической моделей движения людей);
- Эватек — для расчета времени эвакуации людей с учетом индивидуальных особенностей отдельного человека в потоке на основе российских стандартов;
- Блок — для расчета динамики развития ОФП с использованием двухзонной модели CFAST (Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport);
- ВИМ — для расчета динамики развития ОФП с использованием интегральной модели;
- Спринт — для расчета величины пожарного риска.
Пользователям предлагается также графический интерфейс PyroSim для моделирования динамики развития ОФП полевым методом на основе программы Fire Dynamics Simulator (FDS).
Существенным преимуществом комплекса "Си-тис" является то, что он предлагает пользователям широкий выбор моделей для расчета времени эвакуации, фактического и необходимого. В рамках мо-
Сравнение расчетных моделей, реализованных в программных комплексах
Расчетный Модель Программный комплекс
параметр Фогард Ситис Fenix+
Упрощенная аналитическая движения людского потока + (Фогард-РВ) + (Флоутек) -
Фактическое время эвакуации Математическая индивидуально-поточного движения людей - + (Эватек) +
Имитационно-стохастическая движения людского потока - + (Флоутек) -
Необходимое время эвакуации Интегральная + (Фогард-НВ) + (ВИМ) -
Зонная + (Фогард-НВ) + (Блок) -
Полевая - - +
дуля "Эватек" реализован расчет времени эвакуации из зданий маломобильных групп населения. Модули "Блок" и ВИМ позволяют учесть конструктивные особенности анализируемого сооружения. Программа "Спринт" дает возможность просматривать и сравнивать результаты расчетов, полученных в модулях "Флоутек", "Блок" и ВИМ.
Для работы программ комплекса "Ситис" разработчик указывает следующие системные требования: процессор 1,8 ГГц, оперативная память 512 Мб; операционная система: Microsoft® Windows 2000, Microsoft® Windows XP, Microsoft® Windows Vista или Microsoft® Windows 7.
3. Программный комплекс "Fenix+", находящийся в завершающей стадии разработки (разработчик — ЗАО "Современные программные технологии" [6]).
В данном комплексе при расчете времени эвакуации из здания применяется индивидуально-поточная модель движения людей, для расчета времени достижения критических значений ОФП — полевой метод моделирования пожара. В качестве расчетного ядра используется программа FDS (Fire Dynamics Simulator), разработанная Национальным институтом стандартов и технологии (НИСТ/NIST) Министерства торговли США при содействии Технического научно-исследовательского центра VTT [8].
Во всех описанных комплексах реализованы графические редакторы с широкими возможностями моделирования для расчета необходимого времени эвакуации, импорт чертежей для составления схем и расчета фактического времени эвакуации, формирование итоговых отчетов с различной степенью детализации и графического представления результатов.
Сравнение комплексов в разрезе моделей для расчета представлено в таблице.
Как видно из таблицы, комплексы "Ситис" и "Фогард" предлагают пользователю больший набор моделей для расчета. Однако в рамках комплекса "Fenix+" реализована полевая модель, которую необходимо использовать при анализе сооружений сложной геометрической конфигурации.
4. Наряду с рассмотренными комплексами необходимо отметить также программы [7]:
- ОтеенЫне — для расчета фактического времени эвакуации (по упрощенной аналитической модели движения);
- ТСа1с — для расчета необходимого времени эвакуации (с использованием аналитических соотношений для времени достижения критических значений ОФП);
- Х-Ыойе1 — для расчета времени блокирования эвакуационных путей (с использованием зонной модели);
- Ро]ЯСа\с — для определения расчетных величин пожарного риска (с возможностью использования результатов расчетов предыдущих программ).
Программы ТСа1с и PojRCalc с сентября 2011 г. предоставляются разработчиком бесплатно.
Разработчиками комплексов на данный момент предлагаются различные условия использования программных продуктов. Например, пользователь может приобрести программный продукт и самостоятельно произвести расчет, проанализировав объект и выбрав соответствующую модель. При этом возможно приобретение продукта на конкретный срок или на определенное количество расчетов. Возможна также ситуация, когда пользователь только предоставляет данные, а разработчик выполняет анализ объекта, обосновывает выбор адекватной модели и проводит расчет, представляя пользователю итоговый отчет о результатах с требуемой степенью детализации.
Таким образом, в настоящее время не существует некоего "универсального" комплекса для определения расчетных величин пожарного риска. Наилучшим решением может быть рациональное объединение всех этапов расчетов, а также реализация расчета величины пожарного риска с использованием максимально возможного набора моделей.
48
ISSN 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федер. закон от 22.07.2008 г. № 123-Ф3; принят Гос. Думой 04.07.2008 г.; одобр. Сов. Федерации 11.07.2008 г. // Российская газета. — 2008. — № 163; Собр. законодательства РФ. — 2008. — № 30.
2. Правила проведения расчетов по оценке пожарного риска : постановление Правительства РФ от 31.03.2009 г. № 272; введ. 01.05.2009 г. // Российская газета. — Федер. вып. № 4884 от 08.04.2009 г. URL : www.rg.ru/2009/04/08/pozhar-risk-dok.html.
3. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности : приказ МЧС России от 30.06.2009 г. № 382; введ. 30.06.2009 г. // Российская газета. — 2009. — № 161; М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.
4. Официальный сайт ООО "Институт технического регулирования и независимой экспертизы" (Интернэкс). URL : www.fogard.ru.
5. Официальный сайт ООО "Строительные информационные технологии и системы". URL : www.sitis.ru.
6. Официальный сайт ЗАО "Современные программные технологии". URL : www.mst.su.
7. Программное обеспечение для пожарной безопасности. URL : www.firesoftware.ru.
8. Fire Dynamics Simulator (FDS) and Smokeview (SMV). URL : www.fire.nist.gov/fds.
Материал поступил в редакцию 17 января 2012 г.
Электронный адрес авторов: [email protected].
Издательство «П0ЖНАУКА»
Р. М. АСЕЕВА, Б. Б. СЕРКОВ, А. Б. СИВЕНК0В
ГОРЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ И ЕЕ ПОЖАРООПАСНЫЕ СВОЙСТВА
Монография. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. — 262 с.
Предлагаемая вниманию читателей монография посвящена одному из актуальных направлений развития науки о древесине — ее поведению при пожаре, способам снижения горючести и защиты от воздействия огня. Впервые с единых позиций рассматриваются многие процессы, связанные с возникновением горения, распространением пламени по поверхности древесины, опасными последствиями пожара, огнезащитой древесины. Проведен анализ пожароопасных свойств только самой древесины, а не производных материалов типа древесностружечных и древесноволокнистых плит. При этом акцент сделан на установление зависимости указанных характеристик от вида и породы древесины.
Монография может быть полезна научным работникам, преподавателям, адъюнктам и слушателям пожарно-технических и лесотехнических образовательных учреждений, изучающим пожарную опасность древесины и древесных материалов, а также практическим сотрудникам и работникам Государственной противопожарной службы МЧС России.
121352, г. Москва, а/я 43; тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: [email protected]
ПРЕДЛАГАЕТ ВАШЕМУ ВНИМАНИЮ
4>ш D D (»«>[>(
порение древесины и ЕЁ ПОЖАРООПАСНЫЕ CSOWtlBA
