Россия
info@sibstroyekspert.pro
О компании
Услуги
Экспертиза проектной документации
ТЦА инвестиционных проектов и аудит обоснования инвестиций
Орган инспекции
Услуги органа инспекции
Что такое зонная модель в расчёте пожарного риска?
Зонная (зональная) модель — это математический инструмент для прогнозирования развития пожара и распространения опасных факторов пожара (ОФП), который делит помещение на несколько условных зон с разными термодинамическими параметрами [1][3][6]. В отличие от интегральной модели, она учитывает пространственное распределение ОФП, но проще полевой — по вычислительным затратам и требуемым исходным данным [3].
Принцип работы
Помещение разбивается на зоны, для каждой из которых рассчитываются осреднённые параметры среды [1][3]:
• Верхняя зона: горячий газ, продукты горения, дым. Здесь определяются:
o температура среды (T, К);
o оптическая плотность дыма (μ, Нп/м);
o массовая концентрация токсичных продуктов горения (xi, кг/кг);
o массовая концентрация кислорода (xk, кг/кг) [3][6].
• Нижняя зона: относительно холодная и незадымлённая область, где находятся люди на начальной стадии эвакуации.
• Промежуточная зона: переходная область между слоями, где происходит интенсивный теплообмен и турбулентное перемешивание [3].
Ключевой параметр — высота нижней границы слоя дыма (Z, м), которая снижается по мере развития пожара [3][6]. Она определяет доступность эвакуационных путей и видимость для людей.
Модель базируется на системе уравнений:
• баланса массы (приход/расход газов в зоне);
• сохранения энергии (тепловыделение, теплообмен);
• основного газового закона (Менделеева Клапейрона);
• переноса примесей (токсичных газов, дыма) [3][6].
Когда применяется
Зонную модель целесообразно использовать в следующих случаях [1][3][6]:
1. Помещения простой геометрической конфигурации, где линейные размеры отличаются не более чем в 5 раз (например, прямоугольные залы, коридоры).
2. Рабочие зоны на разных уровнях в пределах одного помещения:
o наклонные зрительные залы кинотеатров;
o помещения с антресолями, балконами, галереями;
o многоуровневые торговые центры с открытыми переходами [3].
3. Отсутствие или неучёт систем противодымной вентиляции в расчёте. При их наличии точность модели снижается [3].
4. Ранние и средние стадии пожара, когда стратификация (расслоение) среды уже выражена, но ещё не нарушена турбулентностью или работой вентиляционных систем [1].
5. Объекты, где интегральная модель даёт недостаточную точность из за существенной неоднородности среды, а полевая — избыточна по сложности [3].
Преимущества
• Баланс точности и простоты. Учитывает стратификацию среды (в отличие от интегральной модели), но требует меньше данных и вычислений, чем полевая [1][8].
• Наглядность результатов. Параметры по зонам легко интерпретировать для оценки времени блокирования путей эвакуации [3].
• Возможность расчёта видимости и токсичности в рабочей зоне, что критично для эвакуации [6].
• Учёт влияния высоты размещения людей (например, на балконах или антресолях) на риск поражения ОФП [3].
• Применимость для многоэтажных зданий с вертикальными каналам, где моделируется распространение дыма между этажами [6].
Ограничения
• Неприменима для сложных геометрий [1][6].
• Погрешности при работе систем противодымной защиты, которые нарушают стратификацию и создают направленные потоки [3].
• Снижение точности на поздних стадиях пожара, когда турбулентность и перемешивание газов делают границы зон размытыми [1].
• Упрощённое описание теплообмена между зонами и ограждающими конструкциями по сравнению с полевой моделью [8].
Практическое применение
Зонная модель используется для:
• расчёта времени блокирования эвакуационных путей задымлением, температурой и токсичными газами [3];
• определения критической продолжительности пожара — времени, за которое ОФП достигают предельно допустимых значений в рабочей зоне [3];
• оценки эффективности объёмно планировочных решений [6];
• анализа риска для людей на разных уровнях помещения (балконы, галереи) [3];
• моделирования распространения дыма по вертикальным каналам в многоэтажных зданиях [6].
Нормативная база
Методика применения зонных моделей регламентируется:
• приказом МЧС России от 14 ноября 2022 г. №1140 (приложение N 6, раздел IV) [3];
Заполните форму по ссылке ниже:
Мы в Telegram →
