В последнее время появляется довольно много вопросов относительно такого вида расчета как “Определение безопасных противопожарных разрывов”. В большей степени рост интереса вызван публикацией методики расчета в качестве “Приложения А” к своду правил СП 4.13130.2013. В представленной методике рассмотрен метод расчета и впервые официально указана возможность выполнения расчетов с помощью полевых моделей.
Специалисты нашей компании подготовили очередное обновление программы Fenix+ 3, в котором предложен вариант расчета. В данной статье я предлагаю подробно разобрать и методику расчета, описанную в СП 4.13130.2013, и детали реализации в Fenix+ 3.
Краткий обзор методики определения безопасных противопожарных разрывов (расстояний)
Методика предназначена для расчетной оценки возможности сокращения противопожарных разрывов (расстояний) между жилыми, общественными зданиями и сооружениями и в конкретных случаях может применяться для обоснования сокращения нормативных значений.
Указанная методика основана на чисто геометрических соображениях и применима для расстояний не менее 6 м, а до (от) зданий и сооружений IV степени огнестойкости класса С2-С3 и V степени огнестойкости - не менее чем 10 м.
Для расстояний менее указанных, для оценки огневого воздействия следует использовать метод полевого моделирования с определением локальных плотностей радиационных тепловых потоков при пожаре. При этом должны также учитываться механизмы переноса тепла посредством конвекции и теплопроводности. В случае возможности непосредственного воздействия факела пламени на строительные конструкции соседнего объекта необходимо также оценить сохранение их целостности, несущей и теплоизолирующей способности.
Вывод о допустимости сокращения расстояния делается на основании результата сравнения допустимого теплового потока (qдоп) для каждого горючего материала поверхности наружных конструкций соседнего здания, сооружения (стен, фасадных систем, материала заполнения проемов, наружной отделки и облицовки, кровельного покрытия и т.п.), которые могут подвергнуться тепловому воздействию от расчетного пожара, со значением падающего теплового потока (qпад) от пламени пожара на облучаемый материал.
Если для обоих объектов во всех сценариях пожара условие qпад < qдоп соблюдается для всех облучаемых материалов наружных конструкций, то сокращение противопожарного расстояния между зданиями, сооружениями можно считать допустимым и обоснованным. Если указанное условие не соблюдается для хотя бы одного материала, то сокращение противопожарного расстояния не допускается.
Допустимый тепловой поток qдоп для материала применяется с коэффициентом безопасности:
qдоп = 0.8 * qкрит
где qкрит - критическая плотность теплового потока для материала, при которой возможно его воспламенение.
Величины критических потоков для воспламенения некоторых горючих материалов приведены в таблице А.1 методики. Допускается также использование справочных данных, результатов испытаний или экспериментальных исследований, опубликованных в научно-технической литературе по пожарной безопасности. При отсутствии данных, для горючего материала допускается принимать qкрит = 8 кВт/м2.
Воздействие теплового излучения на горючие материалы, находящиеся за остекленными оконными проемами, при расчете допускается учитывать как воздействие на проем, заполненный материалом с qкрит = 15 кВт/м2.
Для снижения величины qпад допускается применение конструктивных и технических (водяное орошение) способов огнезащиты, регламентируемых нормативными документами. Для снижения величины падающего теплового потока на конструкции допускается применение противопожарных экранов, штор, а также водяных завес, при этом значение потока умножается на коэффициент ослабления излучения завесой (отношение выходящего потока qвых к падающему qпад). Значение указанного коэффициента для конкретного экрана, шторы или завесы должно подтверждаться результатами официальных исследований или испытаний. При применении противопожарных водяных завес с параметрами по СП 5.13130, предусмотренными для защиты технологических проемов, значение падающего теплового потока на защищаемую конструкцию допускается уменьшить на 25%
Подход к определению безопасных противопожарных расстояний, реализованный в Fenix+ 3
В общем случае, алгоритм расчета, реализованный в программе, предполагает следующий порядок действий:
- Создание нового проекта;
- Полное или частичное создание модели первого здания;
- Добавление и полное или частичное создание модели второго здания;
- Определение взаимного расположения зданий друг относительно друга с помощью нового инструмента “Генеральный план”;
- Моделирование динамики развития пожара;
- Анализ полученных результатов;
- Разработка дополнительных сценариев пожара;
- Формирование отчета.
* Обязательно должны быть нарисованы наружные конструкции (включая окна) зданий, обращенные друг к другу.
Новый проект
Прежде всего стоит отметить, что в редакции Fenix+ 3 Ultimate появился новый тип проекта «Противопожарные расстояния».
После создания проекта типа «Противопожарные расстояния» в программе выполняются необходимые настройки интерфейса.
Созданный проект уже содержит сущность “Генеральный план”, которая является уникальной для этого типа проекта, и одно здание.
После этого необходимо создать топологию первого здания. Это осуществляется с помощью тех же инструментов, что и при создании топологии при работе над проектами для расчета риска.
После того, как топология первого здания частично или полностью нарисована, необходимо добавить второе здание и также создать его топологию. При необходимости, можно добавить ещё здания.
Стоит отметить, что реализованный подход обладает рядом преимуществ, а именно:
- Нет ограничений на количество зданий;
- Модель каждого здания прорабатывается независимо от других зданий;
- Для каждой модели здания доступны все опции импорта собственных чертежей.
Генеральный план
Генеральный план предназначен для определения взаимного расположение зданий друг относительно друга, а также ориентации относительно сторон света. На генеральном плане показываются не полные модели зданий, а лишь их миниатюры. Контур миниатюры повторяет проекцию модели здания, которое она представляет, на горизонтальную плоскость. Высота миниатюры равна высоте здания. Миниатюры зданий автоматически обновляются каждый раз при переключении на генеральный план в дереве проекта.
Также на генеральном плане допускается создание дополнительных объектов, таких как препятствия, размерные линии и другой графики.
Кроме того, на генеральном плане задается одна или несколько областей расчета, в которых будет проводится моделирование динамики развития пожара.
В любой момент времени можно сдвигать и поворачивать миниатюры зданий, тем самым добиваясь их правильного расположения на генеральном плане.
Моделирование и обработка результатов
Для моделирования динамики развития пожара в системе двух и более зданий в программе было реализовано несколько концепций, которые рассмотрим подробнее.
Свойство горючих объектов “В огне”
Так как при определении допустимости уменьшения противопожарных расстояний не интересуют начальные стадии пожара, а интересует только развившийся пожар, то, вне зависимости от скорости распространения пламени по пожарной нагрузке, при моделировании считается, что горение возникает сразу по всей поверхности очага пожара. Очагом пожара считается любое горючее тело (которое выполнено из горючего материала), для которого включено свойство “В огне”. Очагом пожара может быть стена, твердое тело, площадка, перекрытие и другие объекты, для которых задается материал.
В результате, при моделировании динамики развития пожара, объекты, для которых включено свойство “В огне”, загораются по всей поверхности одновременно.
В случае если наружные стены зданий выполнены из негорючих материалов, то необходимо рассматривать сценарии развития пожара внутри здания. Для объекта, представляющего пожарную нагрузку, также следует включить свойство “В огне”. При этом окна, находящиеся в помещении с очагом пожара, следует исключить из моделирования (включить свойство “При пожаре не учитывать”)
Ветер
При моделировании пожара на открытых пространствах нельзя пренебрегать влиянием ветровой нагрузки на фасады зданий. Направление и скорость ветра задается в параметрах моделирования пожара для каждого сценария.
Анализ значений теплового потока на поверхности конструкций
Значение теплового потока контролируется во всех точках поверхности объектов, выполненных из горючих материалов, и находящихся в зданиях где нет очага пожара.
В панели результатов представлены данные о значениях критической, допустимой и максимальной наблюдаемой плотности потока.
То есть, в предлагаемом в программе Fenix+ подходе, огромную роль играет точность задания материалов наружных конструкций здания.
Сценарии
Для расчетной оценки возможности сокращения противопожарных разрывов (расстояний) между двумя зданиями необходимо рассмотреть минимум два сценария возникновения пожара в каждом из зданий. При этом оценивается воздействие теплового потока на соседнее здание.
Работа со сценариями ничем не отличается от того, как это происходит в проектах для расчета риска.
Ознакомится с новой версией программы и загрузить демо-версию можно на странице продукта по следующей ссылке https://mst.su/fenix3
