Моделирование критической тепловой депрессии при пожаре в тоннеле Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Выражения для депрессии отдельных ветвей определяются аналогично контурной [2]:

и =кт_ _ Ро (А _ 1) 5, (10)

где &г — коэффициент теплового сопротивления, а все переменные относятся к отдельным потокам 1... 7 и для каждого из них различны. Выражением

= _ 1) С. с1)

Таким образом, относительно неизвестных Q и Т имеется система уравнений (7), (10), с краевыми условиями (1, 2), представляющих собой математическую модель взаимодействия воздушных и тепловых потоков при пожаре в тоннеле метрополитена.

Библиографический список

1. Власов, С. Н. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов / С. Н. Власов, Л. В. Маковский,

B. Е. Меркин. — М.: ТИМР, 1997. — 183 с.

2. Беляцкий, В. П. Противопожарная защита и тушение пожаров подземных сооружений / В. П. Беляцкий, В. Ф. Бондарев. — М.: ВНИИПО, 1983. — 32 с.

3. Потапов, Ю. Б. Разработка математической модели распространения дымовых газов в начальной стадии пожара / Ю. Б. Потапов, К. Н. Сотникова, К. А. Скляров, С. А. Кончаков // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2011. - № 1 (21). — С. 136-143.

4. Сушко, Е. А. Разработка методики расчета рациональных режимов систем вентиляции производственных помещений / Е. А. Сушко, К. Н. Сотникова,

C. Л. Карпов // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2011. - № 2 (22). — С. 143-149.

5. Трусов, С. И. Пожарная безопасность метрополитена / С. И. Трусов, С. А. Колодяжный, В. Я. Манохин // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2011. - № 4 (24). — С. 203-207.

Моделирование критической тепловой депрессии

при пожаре в тоннеле

Колодяжный С. А., Переславцева И. И., Леонтьев С. Н.,

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Воронеж

В условиях тоннелей метрополитена, погрешность расчетных зависимостей, во многом зависит от правильности формирования расчетных схем вентиляционных соединений на основе общей схемы вентиляции тоннелей метропо-

литена (рис. 1). В этой связи, расчетные зависимости для определения критических параметров тоннелей, представлены, в общем виде, позволяющем учитывать многообразие схем вентиляционных соединений перегонов, различные условия их формирования, возможное место возникновение пожара и предполагаемое направление дымоудаления. Расчетные схемы вентиляционных соединений перегонов ориентируются относительно станционных вентиляторных установок, т. е. представляются в виде сложного параллельного соединения, в котором станционная вентиляторная установка представляется ветвью, расположенной последовательно с этим соединением [1, 2].

Рис. 1. Схема вентиляционных соединений перегонов метрополитена

В общем случае величина критической депрессии тоннеля определяется по расчетной схеме (рис. 2а, б) по следующей формуле:

Ь к р

ЕС г

гъ +

( -Я1)

(1)

где ккр - критическая депрессия аварийного тоннеля, даПа; ^ ! г — суммарный расход воздуха в тоннелях, при одиночной работе станционной вентиляторной

"5

установки (оба вентилятора работают на вытяжку), м /с; кс — коэффициент, учитывающий влияние совместной (при аварийном режиме работы системы тоннельной вентиляции) работы вентиляторных установок на критические параметры тоннеля; — коэффициент, учитывающий изменение распределения воздуха в тоннелях перегонов, после остановки вентиляционной струи в аварийном тоннеле; — сопротивление тоннеля, параллельного аварийному тон-2 8

нелю, Нс /м ; га — сопротивление перехода между аварийным и параллельны-

2 8

ми тоннелями (в том случае, когда его можно определить), Нс /м ; т, ту — со-

2 8

противления тоннелей, связанных с аварийным тоннелем, Нс /м .

Величина кс определяется из соотношения

К = Ч с а/Ч с, (2)

где я с а и я с, соответственно, расходы воздуха, измеренные в тоннелях при работе системы тоннельной вентиляции в аварийном режиме и при работе станционной вентиляторной установки, м/с.

1(7,0)

Рис. 2. Расчетные схемы вентиляционных соединений тоннелей метрополитена

Величину коэффициента определяет соотношение

К = ( Гс + гп1)(^ + —^=)2 , (3)

\ Угв VГП2+ гп3/

2 8

где гс - сопротивление аварийного тоннеля, Нс /м ; гв — сопротивление входов

2 8

(включая эскалаторные ходки) в метрополитен, Нс2/м8; гп 1 - сопротивление параллельного соединения из ветвей г и гу + га, представляющих собой тоннели

и переход, соединяющий их у перегонной шахты (см. рис. 2, участок 1-2-3),

2 8

Нс/м ; гп 2,гпз — сопротивления параллельных соединений, составленных из

2 8

тоннелей перегона, лежащего с другой стороны станции (участок 1-6-4), Нс /м .

При восходящем проветривании критическая тепловая депрессия пожара (тепловая депрессия пожара, при которой возможно опрокидывание вентиляционной струи в параллельном тоннеле) определится, в общем виде, из выражения (4):

(к [гс+гп°]' (4)

где - коэффициент, учитывающий распределение воздуха в тоннелях перегона, при остановке вентиляционной струи в тоннеле, параллельном аварийно-

2 8

му; гп0 — сопротивление поезда, остановленного в аварийном тоннеле, Нс /м .

При исключении из расчетной схемы ветви, моделирующей переход между тоннелями, сопротивление аварийного тоннеля рассчитывается как эквивалентное ( ).

Коэффициент к с определяется как отношение расходов воздуха в тоннелях перегона при работе системы тоннельной вентиляции в аварийном режиме и при одиночной работе станционной вентиляторной установки. Величина определяется из выражения

К = гп 1 + -р 1 ) . (5)

\Угв Vrп 3 + гп4/

Ь кр С

где - сопротивление параллельного соединения тоннелей, соединенных последовательно с аварийным и параллельным ему тоннелями (см. рис. 2б, участок 1-2), Нс2/м8.

Библиографический список

1. Беляцкий, В. П. Противопожарная защита и тушение пожаров подземных сооружений / В. П. Беляцкий, В. Ф. Бондарев. — М.: ВНИИПО, 1983. — 32 с.

2. Потапов, Ю. Б. Разработка математической модели распространения дымовых газов в начальной стадии пожара / Ю. Б. Потапов, К. Н. Сотникова, К. А. Скляров, С. А. Кончаков // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2011. - № 1 (21). — С. 136-143.

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;