Программное обеспечение для расчетов пожарных рисков

Представлено программное обеспечение для расчета систем противодымной вентиляции атриумов, моделирования движения людских потоков и расчета динамики развития опасных факторов пожара.

Программное обеспечение

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.

Пример расчета систем противодымной вентиляции атриума

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).

ГОСТ 12.1.004-91*

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.

«СИТИС: Фламмер»

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»

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».

движения людей

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*.

лифты

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»