Моделирование динамики опасных факторов пожара с учетом действий добровольных пожарных формирований Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Моделирование динамики опасных факторов пожара

с учетом действий добровольных пожарных формирований

Колодяжный С. А., Однолько А. А., Ситников И. В.,

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Воронеж

Оценка величины пожарного риска осуществляется, в частности, посредством моделирование движения эвакуационных потоков (ДЭП) и динамики опасных факторов пожара (ОФП) [1, 2]. Реализация федерального закона «О добровольной пожарной охране» вступившего в силу 22 мая 2011 года [3] ставит ряд задач по формированию добровольных пожарных команд (ДПК) и дружин (ДПД) на объектах защиты. В настоящее время, действия по тушению пожаров и спасению людей объектовыми добровольными пожарными формированиями не отражены в математическом моделировании ДЭП и ОФП.

В работе приводится теоретическое исследование влияния функционирования ДПД и ДПК Воронежского государственного архитектурно -строительного университета (Воронежского ГАСУ) на величину пожарного риска объектов учебно-лабораторных корпусов и студенческого городка. Целью данной работы является разработка зависимостей, позволяющих учитывать прибытие первоочередных мобильных сил и средств ДПД и ДПК в рамках моделирования динамики ОФП.

Математическая модель является оптимизационной и предназначена для определения оптимальных мест дислокации ДПД и ДПК, что позволит максимально снизить величину пожарного риска объекта защиты. В качестве исходных данных [4] принимаются:

- геометрические характеристики помещения с проемами;

- начальные параметры газовой среды в помещении;

- физико-химические характеристики пожарной нагрузки;

- время с момента начала пожара до его локализации силами и средствами добровольной пожарной команды.

Концептуальная постановка задачи моделирование динамики ОФП с учетом работы добровольной пожарной команды заключается в описании термогазодинамических процессов в соответствии с фундаментальными законами природы: закона сохранения массы и энергии.

В работе приняты следующие допущения:

- объект моделирования есть идеальный газ;

- в начальной стадии пожара проемы работаю только на выталкивание продуктов горения, поступление наружного воздуха не рассматривается;

- удельная скорость газификации горючего вещества есть величина постоянная и принимает максимальное значение;

- количество первоочередных сил и средств ДПД и ДПК, направленных на тушение пожара, является достаточным.

В качестве формальной модели системы термогазодинамических процессов при пожаре в работе предложена модель «белого ящика» [6], граф структурной схемы которой рассмотрен на рисунке.

Рис. Граф структурной схемы системы термогазодинамических процессов при пожаре: 1 - среднеобъемная плотность газовой среды; 2 - скорость газификации;

3 - массовый расход приточного воздуха; 4 - массовый расход продуктов горения; 5 - среднеобъемное давление газовой среды; 6 - среднемассовая температура газовой среды; 7 - тепловой поток в ограждающие конструкции; 8 - среднеобъемная парциальная плотность кислорода; 9 - среднеобъемная парциальная плотность токсичных газов; 10 - среднеобъемная оптическая плотность газовой среды; 11 - координата плоскости равных давлений; 12 - изменение площади пожара; 12' - действия ДПД и ДПК, направленные на тушение пожара

Таким образом, разработанная математическая модель позволяет определять требуемое время эвакуации с учетом действий ДПД и ДПК, направленные на тушение пожара. В работе представлена многоуровневая структурная схема термогазодинамических процессов пожара, которая позволяет рассматривать исследуемый объект как совокупность отдельных элементов. Следовательно, для дальнейшего совершенствования методики определения пожарного риска с учетом функционирования ДПД и ДПК целесообразно внедрять методы системного анализа.

Библиографический список

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www. consultant. ru/document / cons_doc_LAW_78699/, дата обращения 10.04.2012.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Приказ МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382 // ФГУ ВНИИПО МЧС России. - 71 с.

3. Федеральный закон от 22 мая 2011 г. № 100-ФЗ «О добровольной пожарной охране» [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www. mchs. gov. ru/rc/activity/?ID=640471&rc_id=moscow, дата обращения 10.09.2012.

4. Ашихмин, В. Н. Введение в математическое моделирование: учеб. пособие / В. Н. Ашихмин, М. Б. Гитман, И. Э. Келлер и др. Под ред. П. В. Трусо-ва. - М.: Логос, 2005. - 440 с.