Представлено программное обеспечение для расчета систем противодымной вентиляции атриумов, моделирования движения людских потоков и расчета динамики развития опасных факторов пожара.
ООО «СИТИС» (Строительные информационные технологии и системы) занимается разработкой, внедрением и сопровождением систем автоматизированного проектирования в организациях строительного профиля.
История фирмы «СИТИС» началась с разработки программы «СИТИС: Солярис» (2001 г.). Эта программа помогла автоматизировать расчеты строительной физики на основе принятых норм и методик. «СИТИС: Солярис» постоянно совершенствуется и предназначена для расчета продолжительности непрерывной и прерывистой инсоляции окон зданий и территорий; расчета КЕО помещений и расчета шума от промышленных источников на территории (акустический расчет).
В последующие годы выбор направлений деятельности был напрямую связан с возникающими потребностями автоматизации специализированных расчетов проектируемых зданий. Разработка программного обеспечения для расчета пожарных рисков — одно из последних направлений развития ООО «СИТИС». Система пожарной безопасности здания включает множество подсистем: сигнализации, оповещения, пожаротушения, дымоудаления, эвакуации и др. Особенно сложно предусмотреть сценарии эвакуации людей при возникновении пожара в высотных зданиях, так как необходимо учитывать индивидуальное движение людей в потоке.
Программа «СИТИС: Атриум» предназначена для расчета систем противодымной вентиляции атриумов и других подобных больших помещений.
Рис. 1. Пример расчета систем противодымной вентиляции атриума
Программа вычисляет высоту и температуру дымового слоя, а также мощность пожара и выдает в оформленный отчет графики этих величин в зависимости от времени (рис. 1).
Программа «СИТИС: Атриум» реализует расчет образования и вентиляции дымового слоя по двухзоннои модели с учетом так называемого эффекта прокалывания дымового слоя мощными вытяжными вентиляторами (эффект подсасывания воздуха из незадымленного слоя ниже уровня дыма).
Рис. 2. Пример расчета времени эвакуации людей из здания по ГОСТ 12.1.004-91*
Программа «СИТИС: Флоутек» (рис. 2) предназначена для моделирования движения людских потоков в соответствии с методикой расчета, приведенной в ГОСТ 12.1.004-91* «Пожарная безопасность. Общие требования». Программа разрабатывается в тесном контакте со специалистами Академии ГПС МЧС России.
Основные возможности программы «СИТИС: Флоутек»:
— ввод исходных данных для расчета с помощью встроенного графического редактора на основе сканированных планов здания;
— создание нескольких сценариев эвакуации;
— отображение карты расчетных участков и пути эвакуации;
— анимация 2D/3D движения людских потоков с возможностью пошагового просмотра;
— просмотр основных параметров для каждого расчетного участка;
— формирование отчета, включающего исходные данные, таблицы расчета времени эвакуации из каждого помещения, таблицы времени выхода с этажей, таблицы участков с задержкой движения, сводную таблицу времени эвакуации для всех сценариев, карты участков расчета, изображения путей эвакуации. Экспорт оформленного отчета в формат RTF.
Рис. 3. Пример расчета динамики ОФП: а — диаграмма распределения температуры на высоте 1,5 м через 5 мин после начала пожара; б — пример отчета, формируемого программой «СИТИС: Фламмер»
Наряду с проверкой условий безопасности эвакуации важной задачей является проверка своевременности эвакуации людей до наступления опасных факторов пожара (ОФП). Для этого необходимы инструменты для расчета динамики развития опасных факторов пожара. За физико-математическую основу первых версий нашей программы «СИТИС: Фламмер» (рис. 3) был взят программный комплекс NIST FDS (Fire Dynamics Simulator), реализующий вычислительную гидродинамическую модель тепломассо-переноса при горении, который численно решает уравнения Навье-Стокса для низкоскоростных температурно-зависимых потоков. Особое внимание уделяется распространению дыма и теплопередаче при пожаре.
Основные возможности программы «СИТИС: Фламмер»:
— поддержка FDS 4 и FDS 5 версий, входные данные FDS: MESH (FDS 5) или GRID (FDS 4), OBST, HOLE, VENT, SURF, RAMP и SLCF;
— встроенный редактор FDS файлов с подсветкой синтаксиса и русской справкой по всем ключевым словам;
— руководство пользователя к FDS 5 на русском языке;
— программа имеет удобный пользовательский интерфейс, позволяющий создавать отчеты и работать с ними в виде наглядной схемы-дерева;
— автоматически находит и читает нужные выходные файлы FDS, после чего извлекает необходимые данные, а пользователю остается только вставлять объекты в отчет;
— встроенный текстовый редактор с поддержкой форматирования предназначен для просмотра, редактирования и печати готовых отчетов.
В настоящее время ведется разработка еще двух программ: «СИТИС: Эватек», «СИТИС: РВТ».
Рис. 4. Пример расчета времени эвакуации с учетом индивидуального движения людей
Программа «СИТИС: Эватек» (рис. 4) предназначена для расчета времени эвакуации людей из зданий и помещений с учетом индивидуального движения людей в потоке и моделирования поведения людей на основе российских стандартов.
В программе принята модель человека по ГОСТ 12.1.004-91*. Алгоритм движения к выходу: поиск кратчайшего пути с учетом динамического обхода препятствий и возможностью формирования потоков. Использована зависимость скорости движения человека от плотности движения людей в прямоугольной области вокруг человека по ГОСТ 12.1.004-91*.
Рис. 5. Пример расчета движения вертикального транспорта (лифты)
Программа «СИТИС: РВТ» (рис. 5) предназначена для расчета движения вертикального транспорта (лифты, эскалаторы) с возможностями гибкой настройки групп/типов лифтов, алгоритмов движения, задания трафика пассажиров.
Разработанные ООО «СИТИС» расчетные системы широко используются в строительном проектировании.
С помощью предлагаемых программ можно смоделировать не только возникновение и распространение пожара в конкретной точке объекта, но и предложить расчет времени эвакуации людей.
И.Н. КАРЬКИН, канд. физ-мат. наук, директор, 000 «СИТИС» (Екатеринбург)
Источник: Журнал «Жилищное строительство»