Программа для расчета теплового потока от горящих поверхностей на соседние объекты

Авторский материал

Автор: Иващук Роман Анатольевич, инженер-проектировщик по пожарной безопасности

Аннотация

В статье представлено краткое описание разработанной программы для расчета теплового потока, которая может применяться для выполнения расчетов в рамках Приложения А СП 4.13130.2013 или при разработке специальных технических условий (СТУ), и в любых случаях, когда требуется обосновать пожарную безопасность принятых в проекте решений.

Программа предназначена для свободного использования.

Особенность программы – расчет можно провести с использованием одной только программы Нанокад (помимо файлов самой программы) для подготовки расчетной области и для визуализации результатов расчетов.

Разработанная программа предназначена исключительно для упрощения работы с расчетами, и пожарный инженер сам определяет для себя пользоваться ей или нет.

Введение

Выполнение расчетов является одним из способов обеспечения пожарной безопасности (ст. 6 ФЗ-123). Обоснование уменьшения противопожарных расстояний и обоснование допустимого уровня теплового потока на путях эвакуации являются расчетными задачами, которые решаются с применением программных средств. Имеется некоторое количество программных средств, которые позволяют выполнить нужные расчеты. При разработке представленной здесь программы ставилась задача сделать простой, понятный инструмент для выполнения расчетов с минимальными дополнительными загрузками на компьютер.

Для выполнения расчетов на этой программе требуется, помимо файлов самой программы, только Нанокад. Программа представляет собой только инструмент для расчетов и визуализации, подготовку отчета он не выполняет.

Технические основы и постановка задачи

В первую очередь надо сказать, что моделирование пламени пожара не является обязательным для того, чтобы выполнить расчет теплового потока. В технической литературе приводятся [1] сведения о том, какую форму имеют факелы и какую форму пламени надо задавать при расчетах. Это рекомендательные сведения, но, с другой стороны, и методики моделирования пламени нет. А полевая модель с размером ячейки в 20 см не способна построить физический аналог пламени. Меньший размер ячейки часто является неприемлемым по времени расчета. На эту тему – выбор ячейки для моделирования пламени – имеется также много технической литературы.

В части формы пламени сведения содержатся в Приложении А СП 4.13130.2013 и в СП 12.13130.2009, в Методике расчета риска на производственных объектах. Размеры факела в помещении могут быть определены по формулам в книге И.С. Молчадского «Пожар в помещении».

Программа расчета теплового потока оперирует с геометрической формой пламени. Так можно достаточно быстро сформировать картину теплового потока на окружающие поверхности – задать цилиндры «пламени» разной высоты, конусы, колоколообразную форму или пламя, отклоняющееся под потолком. Здесь, конечно, потребуются навыки работы с моделями в Нанокаде.

Потребность в выполнении расчетов теплового потока может возникнуть при обосновании решений, выполненных с отступлением от норм пожарной безопасности. Имеется информационное письмо МЧС России от 30 января 2025 года № 43-465-19 «О видах расчетов которые подтверждают обеспечение пожарной безопасности объекта защиты», куда включен расчет теплового потока.

---

Сервис «РасКат-онлайн» для расчета категорий по взрывопожарной и пожарной опасности

Категории пожарной и взрывопожарной опасности

Программа реализует численный расчет уравнений теплопередачи. Математические методы описаны в литературе [1-3]. По умолчанию включен параллельный расчет в 6-ти потоках. Принцип работы аналогичен всем программам с численным решением уравнений. Излучающая и облучаемая поверхности разбиваются на треугольники, которые затем используются как элементарные площадки для численного интегрирования. Математические методы допускают использование элементарных площадок любой формы. Простота построения моделей в Нанокаде в формате stl-файлов, которые как раз и содержат разделенные на треугольники поверхности, позволяет не строить отдельно расчетную сетку. Средствами программы производится дополнительная обработка этих файлов для уменьшения размеров треугольников. Можно получить достаточно мелкие элементарные треугольники. Точность при этом повысится, но, естественно, увеличится и время расчета.

Программа может быть настроена на расчеты по различным методам.

В папке программы имеется руководство, также можно написать разработчику по указанному в руководстве адресу электронной почты.

Программа представляет собой инструмент для решения задач в области пожарной безопасности и поэтому требуется от пользователя знания физических принципов процессов, происходящих при пожаре, методик, навыков работы с программами.

Использование результатов

Результатом работы программы является массив локальных коэффициентов облученности в точках облучаемой поверхности и среднее значение коэффициента облученности с поверхности на поверхность. Для получения величины падающего теплового потока этот коэффициент надо умножить на поверхностную плотность излучения на излучающей поверхности, как это показано в приложении А к СП 4.13130.2013.

Визуализировать результаты работы возможно в программе Нанокад и в других программах, как это показано в руководстве.

Программа не строит отчет. Это технический инструмент. Для отчета могут быть взяты сведения из Нанокада о величине локального коэффициента облученности и о распределении этого коэффициента по облучаемой поверхности.

Литература

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

Проверка качества состояния огнезащитной обработки деревянных конструкций: периодичность и сроки, порядок проведения контроля

В соответствии с требованиями нормативно-правовых актов и нормативных документов в области пожарной безопасности деревянные строительные конструкции зданий нуждаются в обработке (пропитке) специальными огнезащитными составами, обеспечивающими требуемую группу огнезащитной эффективности.

читать полностью

Основные строительные конструкции и конструктивные элементы зданий и сооружений

В этой стате вы получите представление об основных строительных конструкциях и конструктивных элементах зданий и сооружений. Для более полного раскрытия обозначенной темы рассмотрим определения базовых понятий. По подписке

читать полностью

Заделка образовавшихся отверстий и зазоров в противопожарных преградах: как обеспечить требуемый предел огнестойкости

Отсутствие заделки образовавшихся отверстий и зазоров в местах пересечения противопожарных преград различными инженерными коммуникациями является весьма распространенным нарушением требований пожарной безопасности, предусмотренным Правилами противопожарного режима в Российской Федерации. О том, как не допускать и правильно устранять подобные нарушения расскажем в этой статье.

читать полностью

S-3345
696