- Вчера, 16:59
- 12
Моделирование прогрева железобетонного перекрытия
Целью расчетов является моделирование пожара при размещении пожаробезопасной зоны над помещением очага пожара иного назначения.
Анализ распространения опасных факторов пожара в ПБЗ
Пожаробезопасная зона - помещение, выделенное конструкциями с нормируемым пределом огнестойкости, с подпором воздуха при пожаре непосредственно в помещение, либо в тамбур-шлюз на входе в указанное помещение, либо отделенное воздушной зоной, размещенной перед входом в указанное помещение.
Пожаробезопасная зона должна выделяться от смежных помещений (коридоров, вестибюлей и прочее) противопожарными преградами с пределами огнестойкости не менее REI 120 для высотных зданий, не менее REI 60 для зданий I степени огнестойкости и не менее REI 45 для зданий II - IV степени огнестойкости с заполнением проемов противопожарными дверями не ниже 1-го типа в высотных зданиях и зданиях I степени огнестойкости и не ниже 2-го типа в зданиях II - IV степени огнестойкости.
Допускается располагать под и над помещениями пожаробезопасных зон помещения, в которых отсутствует пожарная нагрузка или пожарная нагрузка ограничена (лестничные клетки, лифтовые холлы, пожаробезопасные зоны, санузлы, помещения категории В4 или Д и прочее).
Моделирование в программном комплексе:
В качестве модели принимается фрагмент здания, состоящий из помещения очага пожара, пожаробезопасной зоны (расположенной над помещением пожара) и двух коридоров.
Перекрытие – железобетонное, толщиной 200мм.
За очаг пожара приняты предметы вещественной обстановки помещения (мебель, бытовые изделия и т.п.). Возгорание начитается от источника зажигания в центре помещения, по которой равномерно распределена пожарная нагрузка, и распространяется радиально по нагрузке из центра в стороны. Выгорания пожарной нагрузки не происходит.
Площадь очага пожара 15,3 м2. Температура окружающей среды – 20о С.
В модели не рассматривается повреждения слоев и разрушение железобетонного перекрытия, рассматривается только его прогрев и передача тепла через него в вышерасположенное помещение пожаробезопасной зоны.
Для интерпретации результатов расчета используются измерители в газовой фазе, измерители в твердой фазе, а также измерительные плоскости.
В помещении пожара датчики расположены на высоте 1,7м, а также датчик расположен на расстоянии 0,2м от потолка помещения.
В помещении ПБЗ датчики расположены на высоте 1,7м и 0,2м от пола.
Измерители температуры внутри перекрытия расположены через каждые 10мм (всего 20 измерителей)
Время моделирования – 7200 секунд (2 часа)
Расчетная модель:
Определение значений опасных факторов пожараНа основе исходных данных формируется математическая модель развития пожара и динамика его развития. Эти расчеты позволяют построить поле опасных факторов, определить время до блокирования путей эвакуации людей.
Основой для полевых моделей пожаров являются уравнения, выражающие законы сохранения массы, импульса, энергии и масс компонентов в рассматриваемом контрольном объеме.
Определяется вид, количество и размещение горючих материалов исходя из данных о функциональном назначении рассматриваемой части здания, сооружения или строения. Свойства горючей нагрузки в помещении очага пожара следует принимать по данным экспериментальных исследований или справочной литературе.
Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола.
- по повышенной температуре - 70°С;
- по тепловому потоку - 1400 Вт/м2;
- по потере видимости - 20 м (для случая, когда эффективный диаметр помещения меньше 20 м, предельное значение по потере видимости принимается равным его эффективному диаметру);
- по пониженному содержанию кислорода - 0,226 кг/м3;
- по каждому из токсичных газообразных продуктов горения (СО2 - 0,11 кг/м3; СО - 1,16×10-3 кг/м3; HCL - 23×10-6 кг/м3).
Таблица параметров расчетных сеток
| Номер сетки | Название сетки | Размер сетки по X, м | Размер сетки по Y, м | Размер сетки по Z, м | Размер ячейки по X, м | Размер ячейки по Y, м | Размер ячейки по Z, м | Кол-во ячеек в сетке |
| 1 | MESH-01 | 3 | 5.6 | 3.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 6720 |
| 2 | MESH-02 | 3 | 5.6 | 3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 6300 |
| 3 | MESH01-01 | 3 | 2.8 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 6510 |
| 4 | MESH01-02 | 3.2 | 2.8 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 6944 |
| 5 | MESH01-03 | 3 | 2.8 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 6510 |
| 6 | MESH02-01 | 3.4 | 2 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 5270 |
| 7 | MESH02-02 | 3.2 | 2 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 4960 |
| 8 | MESH02-03 | 3.4 | 2 | 6.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 5270 |
Полный расчетный объем составляет 387.87 м3, общее количество ячеек в модели составляет 48484.
Горючая нагрузка - Кабинет; мебель+бумага
Площадь очага пожара 15,3 м2
График мощности пожара
Температура в помещении пожара на высоте 1,7м
Температура в помещении пожара на расстоянии 0,2м от потолка
Температура в помещении пожаробезопасной зоны на высоте 1,7м
Температура в помещении пожаробезопасной зоны на расстоянии 0,2м от пола
Температура внутри перекрытия, расположенного между помещением пожара и ПБЗ
Для визуализации результатов расчета используется несколько измерительных плоскостей.
Вертикальная плоскость температуры, расположенная в центре помещения (Диапазон отображения температуры 20-35 ºC):
10 секунд
600 секунд
4500 Секунд
5000 секунд
6000 секунд
3D плоскость температуры (Диапазон отображения температуры 20-35 ºC):
4000 Секунд
5000 Секунд
6000 Секунд
7200 Секунд
Сечение Температуры верхней поверхности перекрытия (Диапазон отображения температуры 20-80 ºC):
Сечение Температуры нижней поверхности перекрытия (Диапазон отображения температуры 20-720 ºC):
Таблица результатов измерителей температуры, расположенных внутри перекрытия| Измеритель (толщина) | Максимальное значение температуры, ºC |
| Twall in005 (5мм) | 658,00 |
| Twall in01 (10мм) | 625,91 |
| Twall in02 (20мм) | 564,31 |
| Twall in03 (30мм) | 450,21 |
| Twall in07 (70мм) | 262,88 |
| Twall in12 (120мм) | 123,50 |
| Twall in17 (170мм) | 77,46 |
| Twall in18 (180мм) | 65,04 |
| Twall in19 (190мм) | 61,11 |
| Twall in20 (200мм) | 58,82 |
Измеритель | Максимальное значение температуры, ºC |
Измеритель №3 (1,7м от пола) | 28,50 |
Измеритель №4 (1,7м от пола) | 29,76 |
Измеритель №5 (0,2м от пола) | 30,74 |
Таблица результатов измерения температуры поверхности перекрытия (пола) в помещении пожаробезопасной зоны
Время, сек | Температура ºC |
0 | 20 |
871 | 20,01 |
3592 | 25 |
4413 | 30 |
5040 | 35 |
5572 | 40 |
6048 | 45 |
6487 | 50 |
6897 | 55 |
7200 | 58,82 |
Таблица результатов измерения температуры воздуха «Измеритель №5 (0,2м от пола)» , расположенного в помещении пожаробезопасной зоны
Время, сек | Температура ºC |
0 | 20 |
1094 | 20,01 |
3175 | 21 |
3895 | 22 |
4478 | 23 |
5011 | 24 |
5335 | 25 |
5961 | 26 |
6184 | 27 |
6386 | 28 |
6760 | 29 |
7041 | 30,74 |
Вывод
Проведенный расчет показал, что значения опасных факторов пожара в помещении пожаробезопасной зоны, расположенной над помещением очага пожара, не достигают своих критических значений, в течение расчетного времени моделирования.
- Максимальная температура поверхности перекрытия 58,82оС достигается при времени моделирования – 7200 сек.
- Время начала изменения температуры поверхности перекрытия – 871 сек.
- Максимальная температура воздуха в помещении пожаробезопасной зоны 30,74оС достигается при времени моделирования 7041 сек.
- Время начала изменения температуры воздуха в помещении пожаробезопасной зоны – 1094 сек.
-
Поделиться:
- Подписаться
