WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

«СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН ПОЖАРНОГО РИСКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ ...»

-- [ Страница 5 ] --

102. Присадков В.И. Надежность строительных конструкций при пожаре / В.И. Присадков // Огнестойкость строительных конструкций: сб. тр. М.: ВНИИПО,

1986. С. 70-73.

103. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. National Fire Protection Association, Inc. - One Batterymarch Park. Quincy, Massachusetts. – 1602 p.

104. PD 7974-7:2003. Application of Fire Safety Engineering Principles to the Design of Buildings. Probabilistic Risk Assessment. — British Standards Institution. – 2003. – 88 p.

105. Шебеко, Ю.Н. Условия пожарной безопасности при определении допустимых параметров функционирования производственных объектов / Ю.Н. Шебеко, А.Ю. Шебеко // Пожарная безопасность. – 2009. – № 4. – С. 61-66.

106. Молчадский, И.С. Моделирование пожаров в помещениях и зданиях / И.С. Молчадский, В.И. Присадков // Юбилейный сборник трудов ВНИИПО. М.: ВНИИПО, 1997. - С.157-175.

107. ISO 13571:2007. Life-threatening components of fire – Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data. – 2007. – 28 p.

108. Acceptable Solution for New Zealand Building Code Fire Safety Clauses:

Analysis of Existing Performance Metrics / BRANZ Study Report SR 166. BRANZ, Judgeford, New Zaeland. – 2007.

109. Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении:

учебное пособие / Ю.А. Кошмаров – М: Академия ГПС МВД России, 2000. - 118 с.

–  –  –

FDS (Fire Dynamics Simulator) – это компьютерная программа, моделирующая процесс пожара. Программа, написанная на Fortran, считывает входные параметры из текстового файла, численно решает систему основных уравнений и записывает определенные пользователем выходные данные в файлы.

Smokeview – сопутствующая программа, которая отображает выходные файлы FDS в графическом формате. В Smokeview имеется графический интерфейс, в FDS его нет, однако существуют сторонние программы с графическим интерфейсом, которые создают текстовые файлы с входными параметрами, необходимыми для FDS.

FDS реализует вычислительную гидродинамическую модель (CFD) тепломассопереноса при горении. FDS численно решает уравнения Навье-Стокса для низкоскоростных температурно-зависимых потоков, особое внимание уделяется распространению дыма и теплопередаче при пожаре.

Первая версия FDS официально была выпущена в феврале 2000 года. На сегодняшний день приблизительно половина приложений модели служит для проектирования систем управления дымом и изучения активации спринклеров и детекторов. Другая половина служит для восстановления картины пожара в жилых и промышленных помещениях.

Основной целью FDS на протяжении своего развития было решение прикладных задач пожаробезопасности и в тоже время обеспечение инструментом для изучения фундаментальных процессов при пожаре.

Гидродинамическая модель FDS численно решает уравнения Навье-Стокса для низкоскоростных температурно-зависимых потоков, особое внимание уделяется распространению дыма и теплопередаче при пожаре. Основным алгоритмом является определенная схема метода предиктора-корректора второго порядка точности по координатам и времени.

Турбулентность выполняется с помощью модели Смагоринского «Масштабное моделирование вихрей» (LES). Прямое численное моделирование (DNS) можно выполнять, если лежащая в основе расчетная сетка достаточно точна. Масштабное моделирование вихрей – режим работы по умолчанию.

Модель горения В большинстве случаев в FDS применяется одноступенчатая химическая реакция, результаты которого передаются через двухпараметрическую модель доли в смеси (mixture fraction model). «Доля в смеси» в данном смысле – это скалярная величина, которая предоставляет массовую долю одного или более компонентов газа в данной точке потока. По умолчанию рассчитываются два компонента смеси: массовая доля несгоревшего топлива и массовая доля сгоревшего топлива (т.е. продуктов сгорания).

Двухступенчатая химическая реакция с трехпараметрическим разложением доли в смеси раскладывается на одноступенчатые реакции – окисление топлива до монооксида углерода и окисление монооксида до диоксида. Три компонента в данном случае несгоревшее топливо, масса топлива, которая завершила первый шаг реакции и масса топлива, которая завершила второй шаг реакции. Массовая концентрация всех основных реагентов и продуктов может быть получена с помощью «соотношения состояния». И, наконец, можно использовать многошаговую реакцию с конечной скоростью протекания.

Перенос излучения Лучистый теплообмен включен в модель посредством решения уравнения переноса излучения для серого газа и, для некоторых ограниченных случаев, с использованием широкодиапазонной модели. Уравнение решается с помощью метода, аналогичного методу конечных объемов для конвективного переноса, соответственно отсюда и название «метод конечных объемов» (FVM). При использовании приблизительно 100 дискретных углов вычисления лучистого теплообмена занимает примерно 20% общего времени загрузки центрального процессора, небольшой расход задан уровнем сложности лучистого теплообмена.

Коэффициенты поглощения сажей и дымом вычисляются с помощью узкополосной модели RADCAL. Капли жидкости могут поглощать и рассеивать тепловое излучение.

Это крайне важно при использовании распыляющих спринклеров, но имеет значение и для других спринклеров. Коэффициенты поглощения и рассеивания основаны на теории Ми.

Геометрия FDS решает основные уравнения на прямоугольной сетке. Препятствия обязаны быть прямоугольными, чтобы удовлетворять сетке.

Граничные условия На всех твердых поверхностях задаются тепловые граничные условия, плюс данные о горючести материала. Тепло- и массоперенос с поверхности и обратно рассчитывается с помощью эмпирических соотношений, хотя при выполнении прямого численного моделирования (DNS) можно вычислить передачу тепла и массы впрямую.

Работа FDS основана на однократном вводе текстового файла, содержащего параметры, которые организованы в группы. Входной файл обеспечивает FDS всей необходимой информацией для описания сценария.

Все вычисления FDS выполняются в домене, который состоит из сеток. Каждая сетка делится на прямоугольные ячейки, чье количество зависит от требуемого разрешения.

Построение модели Значительная часть работы по построению модели состоит в описании геометрии и соотнесении граничных условий с объектами. Геометрия описывается в терминах прямоугольных препятствий, которые могут нагреваться, гореть, проводить тепло и т.д.;

и вентиляционных отверстий, через которые воздух или топливо могут подаваться и удаляться из домена. Граничное условие должно быть определено для каждого препятствия и вентиляционного отверстия, описывать его температурные свойства.

Огонь – это всего лишь один из видов граничных условий.

Методы проверки адекватности модели В [74] описаны методы оценки математической и численной устойчивости детерминированных моделей пожара. Данный процесс, известный как проверка адекватности модели, обеспечивает точность численного решения основных уравнений.

К этим методам относится сопоставление с аналитическими решениями, проверка кода программы и численные тесты. Ниже приводятся описания аналитических решений, примеры и сравнения с ними.

Сопоставление с аналитическими решениями Большинство комплексных процессов горения, в том числе пожары, являются турбулентными и зависящими от времени. Для полностью турбулентных, зависящих от времени уравнений Навье-Стокса нет точных решений в замкнутом виде.

Вычислительная гидродинамическая модель дает приближенное решение нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных при помощи их замены на дискретизированные алгебраические уравнения, которые можно решать с помощью мощного компьютера.

Несмотря на то, что общего аналитического решения для полностью турбулентных потоков не существует, некоторые субмодели описывают явления, для которых есть аналитические решения, например, одномерную теплопроводность в твердом теле. Данные аналитические решения могут использоваться для тестирования субмоделей в комплексной программе, такой как FDS. Разработчики программы FDS регулярно используют данные методы для проверки правильности кодировки модели [75, 76]. Такие методы верификации довольно просты и являются общепринятыми и результаты проверок не всегда публикуются или включаются в документацию.

К примерам стандартных аналитических проверок относятся следующие:

• Решатель излучения проверяется при помощи сценариев, в которых простые объекты, такие как кубы или плоские пластины находятся в герметичных помещениях.

Конвективное движение полностью отключается, объекту задается фиксированная температура поверхности и коэффициент излучения равен единице (таким образом, объект становится излучателем Планка). Тепловой поток в холодные окружающие стены записывается и сравнивается с аналитическими решениями. Эти исследования помогают определять необходимое количество телесных углов, которые можно установить в качестве значений по умолчанию.

• Твердые предметы нагреваются постоянным тепловым потоком, а внутренняя и поверхностная температура в качестве функции времени сравниваются с аналитическими решениями одномерного уравнения теплообмена. Эти исследования помогают определить количество узлов для использования в модели теплообмена в твердой фазе. Аналогичные исследования проводятся при проверке моделей пиролиза для термопластичных и обугливающихся твердых тел.

• Гидродинамический решатель, ставший основой программы FDS, на ранних стадиях разработки проверялся на соответствие аналитическим решениям упрощенных потоков жидкости. Эти исследования проводились Национальным бюро стандартов (NBS), а именно Ремом, Баумом и их коллегами [77-80]. Основной задачей данной ранней работы была проверка стабильности и последовательности основного Национальный институт стандартов и технологий (НИСТ) ранее именовался Национальным бюро стандартов.

• На ранних стадиях разработки программы FDS Рем и Баум приняли принципиальное решение использовать для давления прямой решатель (а не итерационный). В приближении низкого числа Маха для уравнений Навье-Стокса появляется дифференциальное эллиптическое уравнение в частных производных для давления, именуемое уравнением Пуассона. Во многих методах CFD используются итерационные методы для решения основных уравнений сохранения, чтобы избежать необходимости напрямую решать уравнение Пуассона. Причина в следующем: на решение уравнения требуется много времени при вычислении на любых других сетках, кроме прямолинейных. Учитывая, что программа FDS разработана специально для прямолинейных сеток, она может использовать быстрые прямые решатели уравнения Пуассона, получая поле давления с одним проходом через решатель для машинной точности. В FDS используются арифметические операции с двойной точностью (8 байт), то есть относительная разность между найденным и точным решениями 10-12.

дискретизированного уравнения Пуассона составляет порядка Точность численного решения всей системы уравнений зависит от взаимосвязи давления и скорости, так как часто расчеты состоят из сотни тысяч временных шагов, причем каждый временной шаг состоит из двух решений уравнения Пуассона для сохранения точности второго порядка. Без использования прямого уравнения Пуассона, накопление численных ошибок в ходе расчета могло бы привести к ложным результатам.

Действительно, попытка использовать арифметические операции с одинарной точностью (4 байта) для сбережения памяти ПК привела к ложным результатам, просто потому, что ошибки каждого временного шага в итоге накопились до недопустимой степени.

–  –  –

Программа CFAST (Consolidated Fire Growth and Smoke Transport Model - единая модель развития пожара и перемещения дыма), разработана Национальным институтом стандартов и технологии США в международной кооперации с научноисследовательскими организациями США, Канады и Финляндии.

Программа написана на FORTRAN 90. Первая версия CFAST была выпущена в июне 1990 года пожарным исследовательским отделом Национального института стандартов и технологии США. Современная, шестая, версия CFAST была выпущена в июле 2005. Все эти годы программа развивалась и дорабатывалась, получая новые NIST продолжает развивать CFAST и оказывать пользователям возможности.

техническую и методическую поддержку.

Вклад в исследования и развитие модели внесли сотрудники Вустерского политехнического института, Калифорнийского университета в Беркли, Центра научнотехнических исследований Финляндии и других лабораторий и институтов.

Тип модели На сегодняшний день CFAST является одной из лучших двухзонных моделей для расчета тепломассопереноса при пожаре.

Двухзонная модель тепломассопереноса при пожаре предполагает разделение каждого расчетного помещения на два контрольных объема – верхний (дымовой) слой и нижний слой. Дополнительными контрольными объемами в помещении с источником пожара являются дымовая струя и припотолочная струя.

Многочисленные натурные пожарные испытания подтвердили, что двухзонные модели демонстрируют довольно достоверную картину пожара – горячие дымовые газы скапливаются под потолком, образуя дымовой слой, и параметры внутри слоя отличаются незначительно по сравнению с различием параметров между верхними и нижним слоями.

Программа CFAST 6.1 реализует двухзонную модель расчета тепломассопереноса при пожаре и позволяет прогнозировать параметры продуктов горения (температуру, снижение видимости, концентрацию токсичных продуктов горения) и их распространение по зданию.

Основные зависимости В основе математической модели CFAST лежит задача Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. В систему входят уравнения сохранения массы, энергии (первый закон термодинамики), уравнение состояния идеального газа, отношения для плотности и для внутренней энергии.

Уравнения сформулированы относительно следующих переменных: давление, объем дымового слоя, температура верхнего и нижнего слоев.

(А.1) (А.2) (А.3)

–  –  –

(А.6) Соответствие модели российским нормативным требованиям В основе любой модели для расчета тепломассопереноса при пожаре лежит система дифференциальных уравнений, выражающих законы сохранения массы, энергии, компонентов. Уравнения могут быть сформулированы по-разному, для различных параметров: энергии, массы, плотности, объема, давления, температуры.

Вследствие того, что параметры могут однозначно выражаться друг через друга:

(А.7) Для описания модели необходимо лишь четыре переменных, и эти переменные могут быть выбраны различным образом. При этом суть уравнений остается неизменной.

Валидация Модель CFAST подверглась подробным оценочным исследованиям, проводимым специалистами Национального института стандартов и технологий США (NIST) и других организаций. По результатам обработки экспериментов и прогнозов сделаны следующие выводы:

• Прогнозы высоты и температуры слоя горячих газов находятся в основном в пределах экспериментальной погрешности. Прогнозы температуры слоя горячих газов обычно слегка завышены, а высоты - слегка занижены (прогнозируемая глубина слоя чуть больше экспериментальной). Прогнозы в основном находятся в пределах 10 - 20% от экспериментальных измерений. Погрешность прогноза температуры и высоты слоя горячих газов несколько выше в помещениях, удалённых от огня, по сравнению с горящим помещением.

–  –  –

Рисунок А.2 – Погрешность прогноза высоты слоя горячих газов

• Температуру припотолочной струи CFAST в основном прогнозирует в пределах экспериментальной погрешности. В случаях, когда температура слоя горячих газов намного ниже 70C, наблюдается значительное завышение прогнозируемых значений.

Рисунок А.3 – Погрешность прогноза температуры припотолочной струи

• Прогнозы по высоте пламени, выполненные в программе CFAST, согласуются с визуальными наблюдениями высоты пламени в ходе экспериментов.

• Прогнозы CFAST относительно концентрации газа и давления в помещении находятся в пределах экспериментальной погрешности.

–  –  –

• CFAST, как правило, даёт завышенный прогноз концентрации дыма. При испытаниях «с открытой дверью» (в стенде, открытом в окружающее пространство) прогнозируемые значения концентрации дыма находятся в пределах экспериментальных погрешностей, а в испытаниях «с закрытой дверью» (в изолированном стенде) – значительно превышают экспериментальные.

Рисунок А.5 – Погрешность прогноза концентрации дыма

CFAST Прогнозы согласуются с многочисленными исследованиями и экспериментальными данными, и это свидетельствует о том, что применение модели уместно для широкого спектра сценариев пожара.

Область использования Зонная модель, реализованная в программе CFAST, предназначена для оценки динамики опасных факторов пожаров в жилых, общественных и промышленных зданиях и сооружениях. Также CFAST может использоваться для расчетного определения параметров противопожарных систем – противодымной естественной и/или механической вентиляции, пожарной сигнализации и т.п.

Для выполнения расчета рассматриваемые здания и сооружения представляются в виде системы помещений, соединенными проемами, источников пожаров, дымоприемных отверстий и устройств, систем подпора воздуха. С учетом теоретических основ зонной модели и экспериментальных оценок при валидационных натурных испытаниях, программа CFAST дает решение с достаточной инженерной точностью 10-15% при нижеприведенных параметрах рассчитываемой модели. При других параметрах исходных данных возможность применения CFAST должна быть рассмотрена дополнительно.

В рассчитываемой модели помещения должны быть простой геометрической конфигурации, в которых четко образуются слои – дымовой слой, конвективная колонка и т.п. Помещения должны представляться прямоугольными призмами с соизмеримыми размерами, или с достаточной достоверностью представляться такими помещениями. В помещениях не должно быть выступающих частей, препятствующих движению дымового слоя под потолком. В случае, если горизонтальные размеры, длина и ширина значительно отличаются, т.е когда помещение подобно коридору, то движение дымового слоя становится несимметричным. Если помещение узкое и высокое, то возникает возможность неравномерного прогрева. Когда размер конвективной воронки на некоторой высоте становится соизмерим с длиной или шириной помещения, то зависимости зонной модели становятся неприменимы.

В модели CFAST при длине помещения более 5 ширин используются экспериментальные зависимости распространения дымового слоя по коридорам. При высоте помещения более 6 размеров ширины, например для лестничных клеток и лифтов, используются экспериментальные зависимости для шахт. Ниже приведены рекомендуемые параметры для размеров помещений.

–  –  –

При расчете пожаров, мощность которых больше чем 1 МВт/м3 помещения пожара, отсутствуют экспериментальные данные о достоверности результатов расчета.

Мощность пожара С другой стороны при расчете пожаров небольшой мощности может не формироваться дымовой слой, описываемый зонной моделью. Примером такой ситуации является дым от горящей сигареты в обычной комнате, когда мощности «пожара» недостаточно для формирования дымового слоя во всей комнате. Считается, что если температура дымового слоя отличается от температуры помещения менее чем на 1 градус, то мощность расчетного пожара может быть недостаточной для формирования слоев зонной модели, и должна быть выполнена дополнительная оценка применимости зонной модели и рассмотрена вероятность стратификации («зависания») дымового слоя.

Проемность Для каждого отдельного помещения соотношение площади проемов между помещениями и проемов (дымоприемных устройств) естественной вентиляции к объему помещения не должно превышать 2 м2/м3. Для больших значений зависимость движения воздуха и дыма через отверстия может не соответствовать предпосылкам зонной модели.

Подсосы и перетоки Перетоки между помещениями при пожаре через неплотности дверных и оконных проемов, систем вентиляции являются важным фактором при моделировании пожаров, особенно для высотных зданий и зданий, где возможно влияние ветра (например, для случая дымоудаления через отверстие в стене или кровле без механического побуждения). Неучет влияния этих факторов в модели рассматриваемого пожара может значительно снизить точность полученных результатов и привести к неверной оценке ситуации.

Результаты расчета Результатом расчета в CFAST становятся температура верхнего и нижнего слоев в каждом помещении, температуры полов, стен и потолков, концентрация дыма и продуктов горения, время активации спринклеров.

Все результаты представлены в метрической системе измерения.

Результаты расчета можно визуализировать с помощью программы Smokeview (для это предназначен файл *.smv).

3. Программный комплекс «СИТИС: Блок»

Программа «СИТИС: Блок» предназначена для расчета динамики развития опасных факторов пожара по двухзонной модели CFAST согласно Приложению 6 методики [37].

CFAST является расчетным модулем программы «СИТИС: Блок». «СИТИС:

Блок» позволяет пользователю осуществлять ввод данных, затем преобразует данные в формат CFAST и запускает расчетный модуль. После выполнения расчетов «СИТИС:

Блок» преобразует результаты в удобный для восприятия вид, и предоставляет их пользователю.

На рисунке А.6 представлена Схема взаимодействия программы «СИТИС: Блок»

и расчетного модуля CFAST.

Рисунок А.6 – Схема взаимодействия программы «СИТИС: Блок» и расчетного модуля CFAST Решатель (англ. Solver) — программное обеспечение, предназначенное для решения рассматриваемой математической задачи. На вход решателю поступает описание задачи в некоторой заданной форме, а на выходе он выдает решение задачи.

Препроцессор — программа, принимающая данные на входе, и выдающая данные, предназначенные для входа решателя.

Постпроцессор — программа, принимающая данные от решателя и преобразующая их в удобный для восприятия вид.

Работа с программой разделяется на этапы:

– создание топологии, содержащей помещения, коридоры, расчетные точки, двери

– создание сценария, содержащего помещения, коридоры, расчетные точки, двери, источник пожара

– расчет времени блокирования

– создание отчета.

Управление объектами (создание, редактирование, удаление) в программе осуществляется, как правило, несколькими способами:

– посредством выбора соответствующего пункта основного меню;

– посредством выбора соответствующего пункта контекстного меню дерева объектов или сцены.

4. Программный комплекс «CИГМА ПБ» [83]

Компьютерный программный модуль «CИГМА ПБ» входит в состав программного комплекса «Енисей» и предназначен для выполнения расчетов распространения опасных факторов пожара и эвакуации из многоэтажных зданий, сооружений и строений различных классов функциональной пожарной опасности.

Программный модуль «CИГМА ПБ» состоит из следующих компонентов:

– конструктор трехмерного каркаса здания, расчетной сетки и геометрии объекта;

– конструктор сценариев эвакуации;

– модуль, реализующий расчет развития пожара;

– модуль, реализующий расчет эвакуации людей;

– модуль 3D-визуализации, временного и пространственного анализа эвакуации и распространения пожара.

Программный модуль «CИГМА ПБ» имеет следующие преимущества перед аналогами российскими и зарубежными:

– единая программная среда с единым полем информационных ресурсов и форматом данных для решения задач расчета движения людей и распространения ОФП;

– собственный конструктор объектов;

– собственные расчетные модули;

– 3D-визуализация эвакуации и распространения ОФП в трехмерной виртуальной среде объекта с возможностью изменять позицию наблюдателя.

Для выполнения расчетов распространения опасных факторов пожара и эвакуации используются вычислительные ядра отечественных программ SigmaFire © и SigmaEva © соответственно, в которых реализованы полевая модель пожара и модель эвакуации индивидуально-поточного типа. Этот вычислительный аппарат позволяет определять текущие и желаемые условия эксплуатации как варьируемые переменные моделирования и изучать их влияние на исход эвакуации при пожаре. В текущей версии программы в качестве варьируемых переменных могут выступать: пожарная нагрузка, расположение очага пожара, динамика изменения состояния дверных проемов, количество людей в здании, распределение людей по зданию, индивидуальные характеристики людей (группа мобильности, возраст, скорость свободного движения, площадь проекции, уровень знания правил ПБ, время начала эвакуации), расположение мебели, геометрические характеристики путей эвакуации, состояние эвакуационных выходов.

Область применения программы - оценка пожарного риска.

Потенциальные области применения программы:

– анализ зданий и сооружений на предмет пожаробезопасности при проектировании и на этапе эксплуатации (включая исследование эффективности систем дымоудаления);

– обучающие тренажеры в специализированных учебных заведениях (наглядное изучение особенностей развития пожара и эвакуации в зависимости от условий сценария);

– в пожарных частях (база насчитанных наиболее опасных и вероятных сценариев используется оперативным дежурным для оценки наиболее вероятного развития пожара к моменту прибытия пожарного расчета на объект, для выдачи рекомендаций на объект о способах эвакуации людей);

– обеспечение безопасной маршрутизации потоков людей на объекте и прилегающей территории.

5. Программный комплекс ADLPV v 2.0 [84]

Программный комплекс ADLPV v 2.0 (программа для расчета времени эвакуации) предназначен:

– для расчета времени эвакуации людей из здания или сооружения при возникновении чрезвычайной ситуации (пожар, угроза теракта и т.п.) а также для нормальных условий эксплуатации здания;

– для оценки объемно-планировочных решений зданий с точки зрения беспрепятственности движения, движения без образования высоких травмоопасных плотностей ( 5 чел/м2).

Краткое описание алгоритма расчета.

Эвакуационные пути здания представляются в виде совокупности взаимосвязанных элементарных участков (около 1 м) на которых в последовательные моменты времени (0,03 с) пересчитываются параметры движения людей.

Программный комплекс позволяет решать следующие основные задачи:

– определять время эвакуации (время выхода) людей из здания;

– определять время начала и завершения движения по каждому участку здания;

– определять участки, на которых образуется высокая (недопустимая) плотность, с указанием времени образования, существования и рассасывания скопления;

– определять время начала и окончания выхода людей из тупиковых участков, время начала образования и существования максимально возможной плотности в тупиковых участках, значения максимальной плотности;

– определять оптимальные параметры эвакуационных путей здания.

На основе расчета можно выбрать экономически целесообразные планировочные решения (площадь эвакуационных путей занимает до 30% общей площади здания) и определить размеры эвакуационных путей здания для беспрепятственного движения людей.

В [84] приводятся графики интенсивности движения людей в реально наблюдаемом потоке при эвакуации и полученный при моделировании в ADLPV с теми же исходными данными (рисунок А.7).

Рисунок А.7 – Сопоставления результатов наблюдений (сплошная линия) и моделирования с помощью АDLPV (прерывистая линия). Движение людского потока по эвакуационным путям московского метрополитена.

Приведенные графики позволяют наглядно оценить высокую степень соответствия моделируемого и реального количества людей, приходящих в сечение в пути в последовательные моменты времени: наблюдаемые значения лежат в границах доверительных интервалов моделирования, а сложная динамика распределения – практически идентична.

Сравнение возможностей математического описания расчетных случаев движения людских потоков с помощью различных алгоритмов приведено в таблице А.2.

–  –  –

Сравнительный анализ, результаты которого приведены в таблице позволяет заключить, что с помощью формул [34] представляется возможным рассчитать лишь самые простые случаи движения людских потоков. Такие определяющие положения расчета, как возможность учета момента времени слияния людских потоков, образования и рассасывания скоплений в рамках алгоритма либо не учитывается вовсе, либо учитываются с низкой точностью, что ведет к недооценке пожарной опасности.

Указанных недостатков лишен графоаналитический метод, однако, математический аппарат метода, разработанного более 50 лет назад, не позволяет точно описать образование и рассасывание скоплений из-за формализации условия возникновения скопления и не позволяет учесть неоднородность состава эвакуирующихся. С высокой степенью точности расчетные случаи движения людского потока могут быть рассчитаны только с помощью современных программных комплексов.

–  –  –

Система EGRESS была разработана компанией АЕА Technology и предназначена для моделирования процесса эвакуации людей на различных объектах, в том числе и на морских нефтегазодобывающих платформах [71]. Указанная методика с различными дополнениями используется с 1991 г.

EGRESS

Система представляет собой комплекс средств имитационного моделирования сценариев эвакуации людей и используется для изучения маршрутов эвакуации в различных условиях.

При моделировании эвакуации в системе EGRESS этаж объекта отображается в виде ячеек, равных минимальному пространству, которое может занимать один человек.

В процессе моделирования люди перемещаются из ячейки в ячейку по шестиугольной сетке по принципу «броска кости». Размер ячейки по умолчанию определяется, исходя из предположения, что на одном квадратном метре может разместиться 5 человек.

Ячейки в системе EGRESS могут являться свободной площадью пола, стеной или перегородкой, ячейкой с человеком внутри или областью с другими заданными параметрами.

Алгоритм определения маршрута в системе EGRESS рассчитывает кратчайшее расстояние от любой ячейки до области с параметром «точка притяжения». При моделировании сценариев поведения при эвакуации, человек в каждой ячейки может выбрать, к какой из целевых ячеек двигаться.

При моделировании движения людей рассматриваются 4 сценария:

- люди могут двигаться ближе к выходу;

- люди могут двигаться дальше от выхода;

- люди могут двигаться к ячейке, расположенной на одинаковом расстоянии от выхода;

- люди могут оставаться неподвижными.

Скорость движения человека в системе EGRESS и вероятностные отклонения определяются, исходя из плотности заполнения людьми исследуемой площади. При этом моделируется взаимодействие людей при движении путем изменения предполагаемого маршрута движения для отдельного человека, блокированного другими людьми, занявшими свободные ячейки.

EGRESS

Следует отметить, что система не включает в себя модели распространения опасных факторов пожара.

Исходя из документа [71] проверка достоверности результатов, полученных с использованием системы EGRESS, проводилась путем сравнения расчетного времени эвакуации с фактическим временем учебной эвакуации на ряде объектов. В частности достоверность проверялась по результатам:

- серии тренировок по эвакуации из пассажирского самолета;

- учебной эвакуации пассажиров двухуровнего автобуса;

- 2-х экспериментов по эвакуации зрителей из театра (в первом случае участвовало 424, а во втором 500 человек).

По результатам проверки достоверности выявлено, что расчетное время эвакуации отличается от фактического в диапазоне ± 20-30 %, за исключением сценариев со специфическими условиями эвакуации.

Приведенные в методике EGRESS подходы к моделированию эвакуации методами имитационного моделирования существенным образом отличаются от подходов, регламентированных [34].

Однако следует отметить, что используемые в методике EGRESS подходы в целом представляются более прогрессивными, чем подходы, используемые в России. При этом некоторые предположения в методике EGRESS возможно более консервативны (т.е.

дают более высокий запас надежности), чем в [34]. Например, площадь, занимая одним человеком в методике EGRESS больше, чем в [34]; в методике EGRESS учитывается возможность дополнительного снижения скорости движения людей по наружным лестницам и т.д.

Приложение Б (обязательное) АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
 

Похожие работы:

«Шудрак Максим Олегович МОДЕЛЬ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОИСКА УЯЗВИМОСТЕЙ В ИСПОЛНЯЕМОМ КОДЕ Специальность 05.13.19 «Методы и системы защиты информации, информационная безопасность» Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель –...»

«МАКСИМОВ АФЕТ МАКСИМОВИЧ УГОЛОВНАЯ ПОЛИТИКА В СФЕРЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИВОТНОГО МИРА: КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОПТИМИЗАЦИИ 12.00.08 – уголовное право и криминология; уголовноисполнительное право Диссертация на соискание учёной степени доктора юридических наук Научный консультант: заслуженный работник высшей школы РФ,...»

«Марченко Василий Сергеевич Методика оценки чрезвычайного локального загрязнения оксидами азота приземной воздушной среды вблизи автодорог 05.26.02 – безопасность в чрезвычайных ситуациях (транспорт) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель: к.х.н., доцент Ложкина Ольга Владимировна Санкт-Петербург Оглавление Введение 1 Аналитический обзор...»







 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.