FIM - интегральная и зонная модели пожара

Назначение программы

Программа FIM позволяет выполнить расчет в интегральной модели IntModel и в зонной модели CFAST, используя в качестве исходных данных входной файл формата FDS. Пользователю нет необходимости создавать разные модели зданий в разных программах: если модель построена в PyroSim, то достаточно экспортировать файл FDS, загрузить его в программу FIM – и можно выполнять расчеты! На выходе получаются файлы результатов, аналогичные FDS, которые можно просматривать в Smokeview, строить графики в FireRisk и т.д.

Использование программы FIM позволяет:

• выполнить расчеты в интегральной и зонной моделях, если сценарий входит в область определения данных моделей, не тратя время на расчет полевой моделью;
• провести серию оценочных расчетов, выбирая наиболее опасный сценарий, перед итоговым расчетом в полевой модели;
• провести серию расчетов для оценки разных вариантов объемно-планировочных решений, параметров работы противопожарных систем и др., перед итоговым расчетом в полевой модели;
• выполнить расчеты с дымоудалением в зонной модели CFAST. Параметры дымоудаления по СП7.13130.2013 определяются по зонной модели, поэтому моделирование пожара в зонной модели дает лучшее соответствие с СП7, чем в полевой.

Интегральная модель пожара

Интегральная математическая модель пожара представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих изменение среднеобъёмных параметров состояния газовой среды в помещении в процессе развития пожара. Они следуют из фундаментальных законов природы − первого закона термодинамики для открытой термодинамической системы и закона сохранения массы. Впервые интегральная модель была сформулирована профессором Ю.А. Кошмаровым в 1976 году. Подробно интегральная модель пожара описана в приложении 6 к приказу МЧС России от 30.06.2009 №382.

Интегральная модель применима в случае, когда состояние газовой среды с достаточной степенью достоверности можно считать одинаковым по всему объему помещения. Такое допущение справедливо, если модель содержит:

• достаточно большой источник пожара;
• относительно небольшой объем помещений;
• хороший газообмен внутри помещений, обеспечивающий равномерное перемешивание продуктов горения.

Зонная модель пожара

Зонная математическая модель пожара представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих изменение параметров дымового слоя. Кратко зонная модель пожара сформулирована в приложении 6 к приказу МЧС России от 30.06.2009 №382. В FIM для реализации зонной модели используется расчетный модуль Consolidated Model of Fire and Smoke Transport (CFAST).

Каждое помещение в модели разделено на верхний и нижний газовый слой. Через конвективную колонку от пламени продукты сгорания поступают в верхний дымовой слой. Температура внутри каждого слоя однородна, и ее изменение во времени описывается набором обыкновенных дифференциальных уравнений, выведенных из фундаментальных законов сохранения массы и энергии. Перенос дыма и тепла между слоями рассчитываются на основании эмпирических соотношений.

Зонная модель применима в случае, когда в газовой среде с достаточной степенью достоверности можно выделить два слоя: верхний дымовой слой и нижний незадымленный слой. Такое допущение справедливо, если модель содержит:

• небольшой источник пожара, позволяющий сформировать дымовой слой;
• относительно небольшой объем помещений;
• газообмен, не нарушающий формирование дымового слоя