Технология перспективной огнезащиты

строительный конструкция огнестойкость тепловой Современные способы моделирования пожаров в помещениях Математическому моделированию пожаров посвящено много работ, но наиболее изученными и отработанными являются так называемые интегральные модели пожаров. Эти модели построены с использованием усредненных по объему аварийного помещения параметров заполняющей его газовой среды: температуры, плотности, давления, концентрации компонентов.

Интегральные модели основаны на применении законов сохранения массы и энергии, представляемых в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений относительно соответствующих среднеобъемных параметров.

Применимость интегральных моделей пожара для расчета параметров теплового воздействия на строительные конструкции с огнезащитой в условиях пожара носит ограниченный характер. Это обусловлено прежде всего тем, что теплоотдача различных элементов СК изучена недостаточно и имеющиеся эмпирические формулы не охватывают всего многообразия СК и оборудования, а также возможных условий, влияющих на теплообмен элементов СК с газовой средой при пожаре.

Расширить область применения интегрального метода моделирования пожаров позволяют зональные модели. Их сущность заключается в разбиении внутреннего объема АП на зоны, в пределах которых используют интегральный метод. Зоны выбирают таким образом, чтобы в пределах каждой из них газовую среду можно было с достаточной точностью описать усредненными параметрами. Для каждой из зон составляют систему дифференциальных уравнений, выражающих законы сохранения массы и энергии. Количество зон определяется характером решаемой задачи, а также размещением пожарной нагрузки и проемов в АП. Более детально развитие пожара в АП описывается методом дифференциального моделирования.

Дифференциальные модели позволяют получать исчерпывающую информацию о полях скорости и температуры., концентрации кислорода, продуктов сгорания, тушащего агента, лучистых и конвективных тепловых потоков в АП. Поэтому основной областью применения их являются локальные пожары и начальная стадия развивающегося пожара.

При практической реализации дифференциальных моделей пожара возникают проблемы, обусловленные сложностью:

учета сжимаемости газовой среды и малых перепадов давления в АП;

численного моделирования турбулентного переноса в запыленной частицами дыма среде;

применение в дискретной форме кинетических моделей горения реальных многокомпонентных газовых смесей ;

учета рассеяния излучения на частицах дыма;

определение условий однозначности, в частности, в зоне проемов.

Также предложена комбинированная модель пожара, основанная на рациональном сочетании интегральной и дифференциальной моделей.

К параметрам модели, предназначенным для переноса результатов модельных стендовых экспериментов на натуру, отнесены:

параметр принятой алгебраической модели турбулентности;

параметр лучистого переноса теплоты в газах;

параметр лучистого переноса теплоты в огнезащите.

Кроме того, выделены коэффициенты и параметры, подлежащие экспериментальному определению в лабораторных условиях:

Коэффициенты вспучивания или усадки разлагающихся материалов;

Параметры кинетики пиролиза материалов;

Теплофизические характеристики материалов в исходном состоянии

Остальные коэффициенты берутся из справочников.

Приведение заданного реального пожара к стандартному пожару огнестойкости рассматриваемой строительной конструкции осуществляется расчетным путем. Для рассматриваемой СК сначала рассчитывается фактический предел огнестойкости по одному из предельных состояний при заданной температурной кривой реального пожара. Затем по данному предельному состоянию определяется значение фактического предела огнестойкости при стандартном температурном режиме. Полученное значение предела огнестойкости и будет эквивалентным значением огнестойкости для заданного реального пожара.