ПРОГРАММНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

COMPUTER SIMULATION OF SMOKE EXTRACTION SYSTEMS

Timur Kozlov

Student, Department of Heat and Gas Supply and Ventilation Institute of Engineering & Technology M. K. Ammosov North-Eastern Federal University,

Russia, Yakutsk

Victor Ivanov

academic advisor, Candidate of technical sciences, Institute of Engineering & Technology, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University,

Russia, Yakutsk

Egor Slobodchikov

academic advisor, Institute of Engineering & Technology, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University,

Russia, Yakutsk

АННОТАЦИЯ

При пожарах главную угрозу здоровью, и иногда и жизни представляет не открытый огонь и высокие температуры, а продукты горения. Содержание в воздухе угарного газа и выделяемых при разложении вредных веществ в первую очередь парализует органы дыхания. Единственным средством снизить концентрацию выделяющихся продуктов горения становится в этих случаях система дымоудаления. Главной задачей при проектировании становится обеспечение быстрого удаления опасных веществ из помещений и приток свежего воздуха. По настоящему актуальной проблема выглядит при организации систем безопасности для частных домов, административных и производственных объектов.

ABSTRACT

In case of fires, the main threat to health and sometimes life is not open fire and high temperatures, but combustion products. The content of carbon monoxide and harmful substances released during decomposition in the air primarily paralyzes the respiratory system. The only way to reduce the concentration of emitted combustion products is in these cases the smoke exhaust system. The main task in the design is to ensure the rapid removal of hazardous substances from the premises and the flow of fresh air. The problem looks really urgent when organizing security systems for private houses, administrative and industrial facilities.

Ключевые слова: программное моделирование, система дымоудаления, противодымная вентиляция, вентиляция.

Keywords: software simulation, smoke exhaust system, smoke ventilation, ventilation.

Возгорание и последующее распространение дыма в зданиях во многих случаях становятся причиной гибели людей и значительного ущерба имуществу. Несмотря на весь опыт и многолетние исследования в этой области, до сих пор остается некоторая неопределенность и технического, и чисто нормативного характера в вопросе о том, каким образом обеспечить защиту людей и минимизировать последствия пожара в здании.

В этой связи и в свете того, что именно дым во множестве своих составляющих является причиной потерь человеческих жизней, краеугольным камнем для проектировщика систем ОВК становится тщательный анализ возможностей вентиляционных сетей и систем отвода продуктов горения для обеспечения безопасности и защиты здоровья граждан и сохранения имущества.

Избежать задымления помещений помогают системы дымоудаления

В данной работе рассматривается возможность математического моделирования системы дымоудаления Жатайского судостроительно-судоремонтного завода.

Цель исследования – определение производительности дымоудаления в системах противодымной вентиляции, анализ с существующим проектом, математическое моделирование процессов дымоудаления с целью сравнения с расчетными параметрами.

Все расчеты дымоудаления производятся по максимальным нагрузкам, из выданных, по скорости выгорания и теплоты сгорания веществ.

В качестве исходных данных для расчета систем противодымной защиты зданий различного назначения принимаются наихудшие, с точки зрения противодымной защиты, сочетания метеорологических условий и условий внутри здания при пожаре.

В качестве исходных данных являются «Сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно – технического обеспечения, перечень инженерно – технических мероприятий, содержание технологических решений» и Архитектурные решения проектной документации.

Для Якутии климат резко континентальный и засушливый, что определяется географическим положением и своеобразием атмосферных процессов. Зима продолжительная, холодная и малоснежная, а лето короткое, на большей части. Расчетные температуры холодной пятидневки наружного воздуха с (-42°С) по (-60 °С); средние скорости ветра за январь, достигающие 7,7 м/с; зимний туман, возникающий при температурах близких (-42°С) и ниже; многолетнемерзлые грунты, занимающие большую часть территории Якутии; продолжительный отопительный период.

В качестве примера рассмотрено помещение «Склад масел и ЛКМ», квадратура помещения - 550,64 кв.м., системы дымоудаления используются так же для вытяжного проветривания склада. Для интенсивного проветривания помещений предусматриваются включение крышных вентиляторов системы дымоудаления в режиме вентиляция. Подача воздуха обеспечивается с помощью открывания ворот. В Жатайском судоремонтном заводе предусмотрены вентиляторы дымоудаления УКРОВ от ВЕЗА.

Таблица 1.

Результаты расчетов системы дымоудаления для Склада

Для рассмотрения процессов и сравнения, происходящих при работе системы дымоудаления, в обследуемых помещениях была построена имитационная модель на основе проектных и расчетных данных при помощи программных комплексов Autodesk Revit и Aurodesk CFD.

Моделирование производилось следующим образом:

• Построение 3D – модели помещения при помощи Autodesk Revit;

• Создание проемов системы дымоудаления и подпора воздуха;

• Импорт файла в Autodesk CFD 2019;

• Задание граничных условий;

• Выполнение расчета, анализ результатов

Рисунок 1. Вектора распределения скорости воздуха вид сверху

Рисунок 2. Трассировка воздуха по всему объему коридора

По распределению скорости потока (рис.2.) можно заметить, что идет смешение воздуха, чтобы исключить это, было предусмотрено увеличение мощности вентилятора.

Рисунок 3. Трассировка воздуха по всему объему коридора

После увеличения производительности вентилятора, изменения заметны сразу на рисунке 3.  Разница составляет на 2500 м3/ч, объем перемещаемого воздуха или газовоздушной смеси за единицу времени.

Ниже представлены результаты распределения скоростей, давления, температуры вытяжного воздуха от параметрического расстояния.

Рисунок 4. График распределения скоростей вытяжного воздуха ДО

Рисунок 5. После анализа ПОСЛЕ:

Заключение

Проведенное исследование показало, при проектировании желательно нужно предусмотреть математическое моделирование, поскольку, из вышеизложенных данных видно, что расчеты не всегда достоверны. Следует учитывать, что завод находится на Крайнем Севере, из-за высоких разниц температур внутреннего и холодного воздуха происходит быстрое проникновение приточного воздуха при открывании ворот, в данном случае подогрев невозможен, потому что подача воздуха обеспечивается через открывания ворот. Обогрев происходит с помощью газовых инфракрасных излучателей, в случае пожара подача газа отключается. Расчет был веден при экстремально низких условиях наружного воздуха, в таком случае, была обеспечена требуемая производительность вентилятора.

Список литературы:

1. Системы дымоудаления – эффективное «управление» дымом при пожаре [электронный ресурс]. – URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3017 (дата обращения 04.03.2021)
2. К.А. Храмцова, А.И. Жук. Энергетика и рациональное природопользование // СИСТЕМЫ ДЫМОУДАЛЕНИЯ. – 2011. – С. 51–53.
3. СП 7.13130.2013* Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности (с Изменениями N 1, 2). - М.: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2013. - 81 с.
4. И.Б. Львовский, Б.В. Баркалов. Пособие 4.91 Противодымная защита при пожаре (пособие к СНиП 2.04.05-91.). ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМСТРОЙПРОЕКТ – Москва, 1992 - 81 с.
5. И.С. Александров. ИННОВАЦИИ В НАУКЕ, ОБРАЗОВАНИИ И БИЗНЕСЕ // СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ДЫМА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ. 2013.