Оценка эффективности работы системы дымоудаления с учетом различных типов пожарной нагрузки

Аннотация. Согласно действующим методическим рекомендациям в области проектирования и расчета параметров систем противодымной защиты зданий и сооружений в России и за рубежом, для определения расхода дыма, выделяющегося при пожаре в помещениях, который необходимо удалять системами вытяжной противодымной вентиляции, применяются зависимости, основанные только на тепловых характеристиках пожарной нагрузки (тепловой мощности очага пожара). Анализ результатов моделирования, полученных в предыдущих работах, показал существенную дифференцированность процесса задымления помещений при идентичной тепловой мощности очага пожара и отличающихся «нетепловых» свойствах горючей нагрузки, участвующей в пожаре. Целью работы является оценка эффективности работы системы дымоудаления из помещений при пожаре с учетом различных типов пожарной нагрузки.

Для оценки эффективности работы системы дымоудаления из помещений при пожаре с учетом различных типов пожарной нагрузки применялись методы компьютерного моделирования на основе программного комплекса Fire Dynamics Simulator. Представлены результаты моделирования динамики дальности видимости, оптической плотности дыма и температуры в помещениях площадью 100, 200, 1000 и 3000 м² при пожаре с учетом различных типов пожарной нагрузки, участвующей в горении, и работы системы вытяжной противодымной вентиляции. Моделирование процессов тепломассопереноса при пожаре с учетом горения различных типов пожарной нагрузки и работы системы дымоудаления не подтверждает положений расчетных методик о создании незадымленной зоны в нижней части помещения. Стратификация дымового слоя при заданной высоте незадымленной зоны не создается. Эффективность работы системы дымоудаления из помещений недостаточна для обеспечения условия безопасной эвакуации людей из помещения очага пожара. Значение «реального» массового расхода удаляемого дыма, получаемое в современных программных комплексах, составляет около 80 % от требуемой величины согласно расчетным инженерным методикам. Оценка эффективности работы системы дымоудаления из помещений показала существенное влияние «нетепловых» свойств пожарной нагрузки, участвующей в горении, на процессы распространения и параметры дыма.

Введение

Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара (далее – ОФП) [1, 2] и (или) ограничение последствий их воздействия возможна с использованием систем коллективной защиты (в том числе противодымной)¹⁾.

Системы коллективной защиты людей должны обеспечивать их безопасность в течение всего времени развития и тушения пожара или времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону¹⁾ (в том числе противодымную).

В свою очередь, от системы противодымной защиты [3, 4] зданий и сооружений требуется обеспечение защиты людей на путях эвакуации от воздействия ОФП и (или) предотвращение их распространения¹⁾.

Система противодымной защиты [5, 6] должна состоять из одного или нескольких способов защиты¹⁾:

1) применение объемно-планировочных решений для ограничения распространения дыма при пожаре;
2) внедрение конструктивных решений для ограничения распространения дыма при пожаре;
3) эксплуатация систем приточной противодымной вентиляции для создания избыточного давления воздуха [7, 8] в защищаемых объемах;
4) работа устройств и средств естественной и механической вытяжной противодымной вентиляции [9, 10].

Согласно СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности», при устройстве противодымной защиты помещений необходима организация в них вытяжной противодымной вентиляции [11, 12] с естественным или искусственным побуждением удаления дыма. В дополнение к работе системы дымоудаления [13, 14], исходя из требований современных нормативных документов, устраивается в нижнюю часть этих помещений компенсирующая подача наружного воздуха.

Для обеспечения эффективной работы системы дымоудаления [15] помещений необходимо соблюдение массовых расходов дыма [16], образующегося при пожаре, и дыма, удаляемого из помещения, в следующем соотношении:

По современным методическим рекомендациям2),3), в области определения параметров систем противодымной вентиляции зданий как в России, так и в других странах4) [17] для расчета расхода образующегося дыма при пожаре в помещении [18] и необходимого для удаления системами противодымной защиты, используются формулы, базирующиеся только на тепловых характеристиках пожарной нагрузки [19].

Анализ результатов моделирования, полученных в работе [19], показал существенную дифференцированность процесса задымления помещений при равной тепловой мощности пожара и различающихся «нетепловых» свойствах материалов, участвовавших в горении.

Целью работы является оценка эффективности работы системы дымоудаления из помещений при пожаре с учетом различных типов пожарной нагрузки.

Выводы авторов статьи

1. Моделирование процессов тепломассопереноса при пожаре с учетом горения различных типов пожарной нагрузки и работы системы дымоудаления не подтверждает положений расчетных методик о создании незадымленной зоны в нижней части помещения.

Стратификация дымового слоя при заданной высоте незадымленной зоны не создается.

2. Эффективность работы системы дымоудаления из помещений недостаточна для обеспечения условий безопасной эвакуации людей из помещения, где находится очаг пожара.

3. Значение «реального» массового расхода удаляемого дыма, получаемое в современных программных комплексах, составляет около 80 % от требуемой величины согласно расчетным инженерным методикам.

4. Оценка эффективности работы системы дымоудаления из помещений показала существенное влияние на процессы распространения и параметры дыма «нетепловых» свойств пожарной нагрузки, участвующей в горении.

5. Для повышения эффективности работы системы дымоудаления из помещений требуются проведение дополнительных научных исследований и корректировка положений расчетных инженерных методик.

Перейти к содержимому PDF