Рекомендации авок расчет параметров систем противодымной защиты: Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий — ПРОГРАММЫ — АВОК-СОФТ

Противодымная защита

Уважаемые коллеги, вот мы и подошли к новой теме под названием «Противодымная защита».

В данной статье мы поговорим о том, что такое противодымная защита, для каких целей она создается, какие виды противодымной защиты бывают, а также основные ее аспекты.

Для начала необходимо обратиться к определению, что же у нас является противодымной защитой.

Итак, противодымная защита (система противодымной защиты) – это комплекс организационных мероприятий, объемно-планировочных решений, инженерных систем и технических средств, направленных на предотвращение или ограничение опасности задымления зданий, сооружений и строений при пожаре, а также воздействия опасных факторов пожара на людей и материальные ценности.

Организационные мероприятия противодымной защиты – комплекс мер, которые носят режимный (эксплуатационный) характер. Данные меры могут быть закреплены в распоряжениях (приказах) в какой-либо организации или учреждении.

Объемно-планировочные решения – решения в части взаимного расположения и размеров элементов противодымной защиты и отдельных частей объекта защиты.

Инженерные системы и технические средства – непосредственно все оборудование (вентиляторы дымоудаления и подпора, приводы к исполнительным механизмам противодымных штор и завес, клапаны дымоудаления, воздуховоды и т.п.), необходимое для нормального функционирования системы противодымной защиты.

Объемно-планировочные и конструктивные решения, а также тип и параметры инженерного оборудования (систем) и технических средств, применяемые для противодымной защиты, закладываются в проекте на проектируемое (реконструируемое) здание.

Требования, предъявляемые к противодымной защите зданий и сооружений, содержатся в Федеральном законе «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ФЗ №123 и в своде правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

Перечень требований, содержащиеся в статье 85 Технического регламента, которые являются обязательными для исполнения, и носят общий, если можно так выразиться, фундаментальный характер. Данные требования указывают нам, в первую очередь на ряд условий, по которым должна быть построена противодымная защита и каким образом она должна выполнять свои функции.
Требования пожарной безопасности, предъявляемые к инженерным системам и техническим средствам противодымной защиты, содержатся в статье 138 Техрегламента.
Вместе с тем, данные статьи федерального закона не содержат требований, в которых бы имелись четкие указания на то, какими параметрами должна обладать противодымная защита того или иного объекта.

Противодымную защиту, как и любую систему противопожарной защиты, можно условно разделить на два типа: активную и пассивную.

К пассивной системе противодымной защиты зданий относятся, прежде всего, объемно-планировочные и конструктивные решения, препятствующие распространению дыма по зданию: дымогазонепроницаемые двери, противопожарные преграды в дымогазонепроницаемом исполнении, стационарные противодымные экраны, шторы, незадымляемые переходы и др.

К активной системе противодымной защиты, о которой речь подробнее пойдет далее, относится противодымная вентиляция. Частично, ответы на вопросы, какие объекты следует защищать и при помощи каких инженерных систем и технических средств, содержатся в нормативном документе по пожарной безопасности – своде правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

В разделе 7 данного свода правил, под названием «Противодымная вентиляция», содержатся требования касательно оборудования зданий и сооружений противодымной вентиляцией в зависимости от объемно-планировочных особенностей, функциональной пожарной опасности других параметров защищаемого объекта, а также конструктивных решений и параметров применяемого оборудования.
Следует отметить, что требования, содержащиеся в своде правил СП 7.13130.2009, при выполнении всех требований, изложенных в ФЗ-123, можно не выполнять при условии, если пожарный риск на объекте защиты не превысит заветной одной миллионной в год.

В пункте 1 статьи 85 содержится требование о том, что «объемно-планировочные решения зданий и сооружений в совокупности с системой противодымной защиты должны обеспечивать предотвращение или ограничение распространения продуктов горения за пределы помещения и (или) пожарного отсека, секции для обеспечения безопасной эвакуации людей».

Несмотря на довольную простоту и очевидность данного требования, здесь мы наталкиваемся на некоторую неопределенность. Вроде бы выполнены все требования федерального закона и свода правил, однако не совсем в данном случае понятны тонкости, каким образом будет работать спроектированная нами противодымная защита, какими параметрами должны обладать отдельные ее элементы для эффективного выполнения поставленной задачи?

Довольно обтекаемое объяснение по данному вопросу содержится в пункте 7.4 СП 7.13130.2009: «Расход продуктов горения, удаляемых вытяжной противодымной вентиляцией, следует определять по расчету в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара, теплопотерь в ограждающие строительные конструкции помещений и вентиляционных каналов, температуры удаляемых продуктов горения, параметров наружного воздуха, состояния (положений) дверных и оконных проемов, геометрических размеров (смежных и защищаемых объемов)».

Из требования данного пункта вытекает основная мысль, которой следует придерживаться при проектировании систем противодымной защиты – в настоящее время нет какой-либо методики, по которой следовало бы в обязательном порядке определять параметры противодымной вентиляции зданий и сооружений.

Обязательные к применению методики по расчету противодымной вентиляции зданий и сооружений пока никем не утверждены и не введены в действие, однако есть ряд документов, которые содержат расчетный аппарат, который может быть адаптирован для применения на практике при проектировании противодымной защиты зданий и сооружений.

Удовлетворяющими требованиям пункта 7.4 СП 7.13130.2009 на данный момент являются лишь два известных мне отечественных документа (методические рекомендации):
— Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий. Методические рекомендации. – М.: ВНИИПО, 2008.
— Р НП «АВОК» 5.5.1-2010. Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий.

Математический аппарат в них практически идентичный, в основном отличающийся буквенными обозначениями тех или иных величин. Также не следует забывать, что к методике ВНИИПО был выпущен лист опечаток, его тоже нужно учитывать, чтобы избежать неприятных сюрпризов.

Думаю, многие со мной согласятся, что противодымная вентиляция на данный момент является самой сложной в плане проектирования системой противопожарной защиты. Среди проектировщиков бытует такое мнение, что обеспечив расчетные расходы на дымоприемном и приточном проемах (отверстиях), система противодымной вентиляции эффективно выполнит поставленную перед ней задачу. К сожалению, ни один расчет не может этого полностью гарантировать, тем более в рамках нынешних требований, предъявляемых к системам противодымной защиты.

Это связано в первую очередь со сложностью «заставить» дым двигаться так, как нам нужно с минимальными на него воздействиями (возмущениями), которые, в конечном счете, могут привести только к увеличению его объемов (массы) или распространению по зданию. Не секрет, что основную часть дыма составляет вовлеченный в него воздух извне, поэтому, чем больше возмущений мы оказываем на дымовой слой или конвективную колонку, тем больше дыма нам нужно будет удалить. Данное обстоятельство накладывает ограничение на скорость приточного воздуха (рекомендованная скорость – не более 1 м/с), что в итоге приводит к увеличению общей площади приточных проемов. К сожалению, влияние приточных проемов никак не изложено в контексте существующих отечественных норм. Во-вторых, некоторые из существующих требований к противодымной защите требуют обоснования и корректировки.

Одним из парадоксальных, на мой взгляд, требованием является, например, наличие самозакрывающих устройств на дверях в лестничной клетке при определенной численности людей на этаже. При определенных условиях в здании может потребоваться оборудование незадымляемых лестничных клеток с подпором воздуха, т.е. будет необходимо создание приточной вентиляции, которая никак не может работать в одиночку. С целью соблюдения требований статьи 85 ФЗ-123, необходимо создание также и системы дымоудаления с поэтажных коридоров, которая по требованиям СП 7.13130.2009 для многоэтажных зданий должна быть только механической. Вот и получается, что на дверь, между лестничной клеткой и коридором действует суммированное давление, создаваемое приточной системой лестничной клетки и системой дымоудаления коридора. Тогда как по существующим методическим рекомендациям расчет дымоудаления ведется на открытую дверь, а по факту на тот момент, когда начнется эвакуация, дверь в лестничную клетку будет закрыта тем самым самозакрывающимся устройством.

Данную проблему могли бы решить сбросные клапаны, которые бы открывались при избыточном давлении в лестничной клетке свыше нормативного значения (150 Па) и закрывались бы вновь при снижении давления до 20 Па. Однако, применение подобных устройств в нормах пока никак не раскрыто.

«Либеральные» 3000 м² на одну дымовую зону, 1000 м² на одно дымоприемное устройство, а также «условное» разделение помещений на дымовые зоны вовсе не выдерживают никакой критики, т.к. данные требования ничем не обоснованы.

Следует отметить, что до сих пор нет четкого приоритета в вопросе: какова функция противодымной защиты? Само собой разумеется, что она должна как минимум обеспечить безопасную эвакуацию людей при пожаре, что прописано в ФЗ-123 (пункты 1 и 6 статьи 85). Однако, в том же ФЗ есть оговорка, что противодымная защита зданий в зависимости от целей должна обеспечить также работу противодымной вентиляции на всю продолжительность пожара.

Однако, в каком случае необходимо предусматривать работу дымоудаления на всю продолжительность пожара, в нормативных документах пока нет четкого разъяснения. Видимо, решение данного вопроса ложится на плечи и совесть проектировщика. Хотя, возможно во фразе «на всю продолжительность пожара» имеются ввиду системы подпора воздуха в безопасные зоны.

Одним из самых интересных объектов с точки зрения противодымной защиты, на мой взгляд, является атриум. Несмотря на то, что в проекте изменений к СП 2.13130.2009, помимо СП 7.13130.2009, появилось хоть какое-то упоминание об атриумах, противодымная защита атриумов зачастую вызывает много вопросов.

Несмотря на то, что математический аппарат по расчету противодымной вентиляции атриумов, который был наработан зарубежными коллегами в прошлом веке, доступен и частично перекочевал в отечественные методики, в настоящее время в нормативных документах каких-либо требований к конструктивным и объемно-планировочным решениям атриумов для целей противодымной защиты не содержится.

На данный момент противодымная защита атриумов решается либо на основании математического аппарата, заимствованного из NFPA 92B, либо при помощи мощного инструмента, который может дать ответы на многие вопросы – моделирования.

В нашей стране в то время, когда изучение развития пожара в помещении (здании), в том числе и аспекты противодымной защиты было в активной стадии (в основном 70-80 года прошлого века), было актуально строительство типовых многоэтажных зданий, тогда как за рубежом уже возводились высотные здания, в том числе и с атриумами. Поэтому в сложившейся ситуации приходится опираться в основном на зарубежный опыт. Например, первый отчет по пожарной безопасности зданий с атриумами, который был издан в Новой Зеландии, датирован 1988 годом, выдержки из которого по дымоудалению из атриума актуальны и по сей день.

Возвращаясь к вопросу противодымной защиты зданий, следует подчеркнуть, что в настоящее время, для атриумов, зданий сложной планировки, когда отсутствуют какие-либо данные, позволяющие оценить эффективность противодымной защиты, следует все же прибегать к моделированию. Наиболее приемлемым вариантом с точки зрения материальных затрат является математическое моделирование пожара с помощью различных CFD-кодов. В нашей стране наибольшее распространение получил CFD-код, разработанный NIST (Национальный институт стандартов и технологий, США), – Fire Dynamics Simulator. Несмотря на то, что данный подход требует определенной подготовки, полученные результаты могут иметь большую практическую пользу.

Итак, в данной статье мы вкратце рассмотрели, что такое противодымная защита. В дальнейшем планируется более подробно осветить отдельные аспекты противодымной защиты в зависимости от типов зданий, с примерами расчета. Подписывайтесь на новости блога о пожарной безопасности!

%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b7%d0%b8%d1%82%d0%bd%d1%8b%d0%b9%20%d0%b2%d0%be%d0%b7%d0%b4%d1%83%d1%85%d0%be%d0%b2%d0%be%d0%b4 — со всех языков на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАлтайскийАрабскийАварскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийКаталанскийЧеченскийЧаморроШорскийЧерокиЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийДатскийНемецкийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГалисийскийКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнгушскийИсландскийИтальянскийИжорскийЯпонскийЛожбанГрузинскийКарачаевскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийЛатинскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийМонгольскийМалайскийМальтийскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПуштуПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийРусскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиТамильскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВодскийВьетнамскийВепсскийИдишЙорубаКитайский

Консультации – Инженер по подбору | NFPA 92 руководствуются конструкцией системы дымоудаления

Цели обучения:

• Знайте пределы NFPA 92: Стандарт для систем контроля дыма.

• Лучше понять роль инженерных решений в применении NFPA 92.

• Изучите распространенные заблуждения при применении NFPA 92.

NFPA 92: Стандарт для систем контроля дыма – это золотой стандарт для проектирования систем контроля дыма в Соединенных Штатах.На него ссылаются как нормы и стандарты Международного совета кодов, так и NFPA, и он является отправной точкой при проектировании любой системы контроля дыма.

Однако иногда NFPA 92 используется как панацея для решения любого количества проблем, для которых стандарт может быть неправильным рецептом. NFPA 92 должен быть отправной точкой при проектировании любой системы контроля дыма, но важно понимать ситуации, когда использование только NFPA 92 неуместно. В таких ситуациях может потребоваться компьютерное моделирование дыма, Справочник ASHRAE по проектированию контроля дыма, Справочник Общества инженеров по противопожарной защите (SFPE) по проектированию противопожарной защиты или базовые инженерные решения для проектирования систем контроля дыма.

Для начала, что NFPA 92 подходит в широком смысле? В редакции NFPA 92 2015 года говорится следующее относительно области применения документа: «Этот стандарт должен применяться к проектированию, установке, приемочным испытаниям, эксплуатации и текущим периодическим испытаниям систем контроля дыма…» Далее приводится перечень целей. документа, включая предотвращение попадания дыма в безопасные зоны, такие как лестницы и шахты; сохранение устойчивости в средствах эвакуации; предотвращение миграции между дымовыми зонами; обеспечение условий за пределами дымовой зоны для оказания помощи в аварийном реагировании; и снижение риска для жизни и имущества.

Итак, NFPA 92 можно использовать для проектирования систем контроля дыма. Достаточно просто, и на первый взгляд это охватывает очень широкий круг вопросов. Однако внутри этих границ есть пробелы, в которых одного стандарта недостаточно для решения всех аспектов проектирования системы контроля дыма и от инженера требуется полагаться на инженерное решение или на совершенно другой стандарт / процесс.

Чего не выполняет NFPA 92

Даже когда NFPA 92 предоставляет соответствующий путь, все же есть вещи, которые документ не выполняет.Что наиболее важно, в нем не указаны характеристики пожара для проектных пожаров. Эти сценарии должен выбирать инженер, имеющий опыт оценки / определения сценариев пожара. В Приложении B содержится некоторая информация об общих размерах пожара, но инженер все еще должен определить, какие из них, если таковые имеются, являются подходящими.

Кроме того, инженер должен определить скорость роста пожара, хотя часто этого избегают, поскольку предполагается устойчивый пожар.Скорость роста может широко варьироваться (см. Рисунок 1) и значительно влиять на размер пожара.

NFPA 92 также не указывает, насколько устойчивой или безопасной будет среда. Он предоставляет набор предписывающих требований и расчетов, и их соответствие признано, что обеспечивается достаточный уровень безопасности. NFPA 92 не сообщит вам, где находится дым, а также насколько плотный, опасный или горячий дым находится в зоне. Такие вещи, как температура, можно вычислить, но это граничные значения для использования в расчетах.В реальном сценарии пожара расчетная температура дымового слоя, вероятно, будет значительно отличаться от расчетного значения в дополнение к изменению внутри самого дымового слоя.

NFPA 92 не рассматривает воздействие на окружающую среду. Такие критерии, как зимняя и летняя температура, скорость ветра и эффект дымовой трубы, могут оказывать значительное влияние на работу системы контроля дыма, особенно когда дело доходит до определения подпиточного воздуха для систем дымоудаления.

Из-за этих факторов не каждый инженер может взять копию NFPA 92 или использовать электронную таблицу расчетов для определения критериев эффективности системы контроля дыма.NFPA 92 следует рассматривать как дополнение, а не замену опыта и инженерных оценок.

Как неправильно применяется NFPA 92

В этом разделе подробно описываются реальные ошибки при применении NFPA 92. Это не предназначено для обвинения кого-либо, кто совершал одну из этих ошибок раньше, а скорее как руководство, чтобы предотвратить их повторение инженерами в будущем. У каждого человека есть слепые пятна и пробелы, и он иногда что-то упускает, но инженеры должны стремиться хотя бы минимизировать, если не устранить, эти оплошности.

Размер возгорания, возможно, является наиболее важной переменной для расчетов контроля задымления, но, к сожалению, это область большой неопределенности. В то время как NFPA 92 предоставляет некоторые уравнения для определения некоторых характеристик пожара, наиболее важный параметр – скорость тепловыделения – не установлен предписаниями. В то время как предыдущие редакции норм (и некоторые юрисдикции с этим все еще в их ДНК) указывали минимальный размер пожара в 5 МВт, в текущих Международных строительных нормах и NFPA 92 нет.

В то время как инженеры всегда ищут предписывающие требования для снижения личной ответственности, NFPA вместо этого полагается на мнение инженера, предоставляя некоторые полезные, хотя и ограниченные примеры. Иногда для расчетов предлагаются размеры пожара от 100 до 500 кВт, которые сравнимы с величиной пожара из мусорного ведра или деревянного стула с минимальной набивкой, но практически нет ситуаций, когда это достаточно консервативный размер пожара без учета активация спринклера.

ASHRAE предлагает минимальную мощность пожара 2100 кВт для кратковременного пожара, что является хорошей отправной точкой, но ASHRAE предостерегает от использования этого для каждого сценария. Эта скорость тепловыделения примерно такая же, как у двухместного дивана из пенопласта, но другие предметы (или устройства) мебели могут легко превзойти ее, особенно когда разбрызгиватели отсутствуют или слишком высоки, чтобы контролировать огонь. Кроме того, хотя мебель является частым виновником наихудшего сценария пожара, это не единственный возможный сценарий, который может включать такие источники, как разливы опасных материалов, киоски, художественные выставки и рождественские елки.

Часто предполагается, что пожар быстро разрастается, независимо от источника пожара, и пожар увеличивается до тех пор, пока не будет управляться активацией спринклера, после чего скорость тепловыделения для огня остается постоянной в течение всего периода оценки. Это разумный, если не слишком консервативный подход, но как определяется время активации спринклера?

Обычно корреляция Альперта (подробно описана в NFPA’s Fire Technology, том 8, но упоминается в SFPE’s Design of Detection Systems) используется для расчета времени срабатывания спринклера, но, учитывая описанную выше ситуацию быстрого роста пожара, это ошибка.Корреляцию Альперта следует использовать только для стационарных пожаров. Следует использовать либо корреляцию Бейлера (подробно описанную в «Методе проектирования для обнаружения пламенного пожара», Fire Technology, том 20, выпуск 4, но упоминаемую в SFPE), либо квазистационарный ступенчатый метод. Пример сравнения результатов корреляций Альперта и Бейлера показан в таблице 1.

Обратите внимание, что для небольших пожаров с фактором быстрого роста, если время до активации спринклера было рассчитано с помощью Alpert, размер возгорания превысит начальный размер пожара, используемый в Alpert, что означает, что спринклеры никогда не сработают. Для более крупных пожаров огонь не успевает достичь указанной скорости тепловыделения, используемой в Alpert.

Сравните это с данными Бейлера в таблице 1, где время до активации основано на темпах роста, а не на прогнозируемых пиковых скоростях тепловыделения. Квазистационарный ступенчатый метод не проиллюстрирован в этой таблице, но моделирует пожар, используя серию корреляций Альперта с небольшими временными интервалами, по существу моделируя криволинейный рост с дискретным ступенчатым увеличением.

Неправильное применение уравнений

NFPA 92 довольно просты и предоставляют инженерам границы того, где эти уравнения подходят, но, в конце концов, инженер должен быть знаком с этими границами, чтобы эффективно использовать эти уравнения.Почти каждый дизайн атриума будет включать осесимметричный шлейф, но если есть какой-либо балкон, выступ или какая-то особенность, которая включает в себя два уровня горизонтальной конструкции в атриуме, необходимо оценить состояние балконного шлейфа.

Кроме того, иногда предполагается, что ширина балкона зависит исключительно от ширины шлейфа на высоте потолка. Это не может быть дальше от истины, которая конкретно рассматривается в уравнении NFPA 92, в котором говорится, что ширина балкона (W) равна ширине проема (w) (часто ширина шлейфа на высоте потолка ) плюс глубина расположения проема / шлейфа с балкона (б).Если балконы образованы зонами ожидания, это может привести к неконтролируемой скорости выхлопа и потребовать больших (100 000+ кубических футов в минуту) выхлопных газов для небольших атриумов. Этот расчет нельзя игнорировать. Часто лучшим разрешением является запуск модели пожара, чтобы показать, что требуется меньшая скорость выхлопа.

Противодействующий воздушный поток может использоваться для удержания дыма в сообщающемся пространстве, но не должен использоваться вместо обычных расчетов выхлопных газов. Он рассчитывает количество воздуха, которое необходимо ввести, а не истощить, для поддержания границы между двумя областями.

Расчетный перепад давления – это осуществимая концепция в борьбе с задымлением, но этот метод практически ограничен небольшими приложениями, такими как лестницы выхода. Иногда этот метод предлагается вместо расчета выхлопа для контроля задымления в атриуме, но это отрицает полный объем того, где должен поддерживаться перепад давления. Если внутри атриума должно быть предусмотрено 0,05 дюйма вод. Ст. Для предотвращения миграции дыма в другие помещения, это отрицательное давление должно поддерживаться по всей границе, а не только у дверей, соединяющих атриум с остальной частью здания.

Кроме того, необходимо учитывать не только утечку через разделительную стенку, но и утечку всего атриума, которая очень быстро увеличивает необходимую скорость выхлопа. Это также не решает проблемы поддержания слоя дыма внутри атриума, который необходим для обеспечения того же уровня безопасности для пассажиров внутри атриума. Эти расчеты лучше всего оставить на рассмотрение ситуаций, когда дым отделяется от необходимого выхода, например, в помещениях для защиты на месте или в ограждениях для выхода.

Подпиточный воздух

Механическая подпитка воздуха часто нежелательна, потому что это означает, что для воздуховодов необходимо отвести гораздо больше места в здании в дополнение к первоначальным затратам и затратам на обслуживание большего количества вентиляторов. Распространенной альтернативой является использование автоматических открывающихся дверей и окон или жалюзи наружу для подачи необходимого подпиточного воздуха. NFPA 92 дает мало указаний относительно расположения этих отверстий, требуя только их учета. Инженеры обычно размещают эти отверстия по периметру с нескольких сторон, чтобы смягчить воздействие ветра.

Однако это не лучший подход, основанный на доступной литературе. Джон Х. Клот, PhD, PE, утверждает следующее в ASHRAE’s Smoke Control Handbook, Chapter 5, Fire Science and Design Fires:

Когда отверстия для подпиточного воздуха обращены в разные стороны, сила ветра может вызвать внутри атриума скорость, превышающую 200 футов в минуту (1,02 м / с). Ветер может «дуть» в отверстия, обращенные в одну сторону, и в другие отверстия. Простой способ минимизировать ветровые эффекты внутри атриума – все отверстия для подпиточного воздуха должны быть обращены в одном направлении.

Хотя высокие скорости ветра могут по-прежнему приводить к локальным воздушным скоростям подпитки, превышающим 200 футов в минуту, если отверстия обращены в одном направлении, пространство станет герметичным, что в конечном итоге уменьшит влияние ветра. Однако, если отверстия находятся в противоположных местах, атриум может действовать как аэродинамическая труба, что приводит к непрерывному значительному разрушению шлейфа.

Каждый, кто открывал несколько окон в теплый и ветреный весенний день, может подтвердить это явление.Хотя эти скорости могут быть учтены в модели дыма, NFPA 92 не предоставляет возможности делать это самостоятельно, а просто требует, чтобы скорость подпиточного воздуха была ограничена до 200 футов в минуту и ​​учитывалась скорость ветра. Без дополнительного обоснования отверстия для подачи подпиточного воздуха следует располагать так, чтобы они смотрели в одном направлении.

Кроме того, определить площадь отверстий для подачи воздуха не так просто, как разделить скорость выхлопа на 200 футов в минуту. Хотя основная математика верна, практический эффект от этого не очевиден.Это преимущество инженеров по противопожарной защите (FPE), работающих вместе с инженерами-механиками, электриками и сантехниками (MEP) в рамках одной и той же фирмы, в отличие от того, чтобы бросать проект в качестве консультанта. Инженеры-механики обычно лучше понимают фактические воздушные потоки.

Если FPE определяет, что требуется 100 000 кубических футов в минуту выхлопных газов и выхлопные газы предпочтительны для обеспечения подпиточного воздуха естественным путем, то требуется минимум 500 квадратных футов отверстий для воздуха подпитки (без учета отводов на утечку). .Однако это не 500 квадратных футов жалюзи. Это количество свободной площади, необходимой для проемов. Этого можно добиться с помощью 500 квадратных футов автоматических окон и дверей, которые открываются как минимум на 90 градусов. Но если вместо окон и дверей используются жалюзи, требуемая площадь будет увеличиваться, потому что жалюзи не являются 100% свободной площадью. Это важно помнить при указании требуемой площади отверстий для макияжа, поскольку с эстетической точки зрения существует большая разница между 500 и 1000 кв. Футов жалюзи.

Высота слоя дыма

Небольшой, но ключевой раздел в начале NFPA 92 и прилагаемого к нему языка, оба из которых часто упускаются из виду, гласит следующее:

4.5.1.3 Минимальная расчетная глубина дымового слоя. Минимальная расчетная глубина дымового слоя для системы дымоудаления должна быть одной из следующих:

(1) Двадцать процентов от высоты пола до потолка.

(2) На основе инженерного анализа.

A.4.5.1.3 Глубина слоя дыма зависит от многих факторов и обычно составляет от 10% до 20% от высоты пола до потолка. Инженерный анализ глубины дымового слоя может быть выполнен путем сравнения с натурными экспериментальными данными, масштабным моделированием или моделированием CFD [вычислительной гидродинамики].

Это означает, что если высота атриума составляет 40 футов, а самая высокая поверхность для ходьбы находится на высоте 32 футов, расчеты не подходят для поддержания слоя дыма на уровне 38 футов, так как это оставляет глубину слоя дыма всего на 2 фута. В этом случае другой метод, вероятно, моделирование CFD, должен быть основой проекта контроля дыма.

Сложная геометрия

Важно понимать, чего именно пытаются достичь расчеты в NFPA 92. Они не пытаются точно описать, где будет дым при каждой пожарной ситуации, или насколько опасным он будет.Расчеты должны предоставить оценки противопожарной защиты / механических конструкций на основе ограниченных критериев для обеспечения приемлемого уровня безопасности жизни.

Из-за их ограниченного объема, эти уравнения функционируют по концепции, аналогичной концепции модели зоны, подобной той, которая используется программой Consolidated Model of Fire and Smoke Transport (CFAST): в любой момент либо есть дым, либо его нет. . Дым существует над границей слоя дыма, а под ним не существует дыма. Внутри одного отсека дым есть, а через границу под давлением – нет.Дым выходит из слоя дыма, а воздух – нет, при условии, что выхлопные отверстия расположены соответствующим образом. Для простых ситуаций эти расчеты надежны и обеспечивают приемлемый, если не консервативный, уровень безопасности жизни.

Однако эти расчеты не учитывают многие ситуации: попадание дыма на несколько уровней балконов, приемлемое количество дымохода, скорость выпуска подпиточного воздуха выше 200 футов в минуту и ​​приемлемое воздействие дыма. Любая из этих ситуаций сама по себе делает NFPA 92 неприемлемым.Это может быть дополнено технической оценкой, но в идеале это суждение основано не только на интуиции.

Часто лучшим основанием для такого суждения должна быть компьютерная модель. Программное обеспечение Fire Dynamics Simulator и Smokeview, разработанные Национальным институтом стандартов и технологий, стали золотым стандартом для любого вида моделирования, кроме простых расчетов наддува. См. Рисунок 3.

NFPA 92 в вакууме

Часто NFPA 92 используется в вакууме.Инженеры стремятся открыть стандарт и найти все, что им нужно для подготовки рационального анализа системы контроля дыма, но это не подходящее использование документа. NFPA 92 не указывает, что поверхность раздела слоя дыма должна поддерживаться на высоте 6 футов над пешеходными поверхностями или как долго это состояние должно сохраняться. В нем не указывается утечка в здании, хотя некоторые примеры приведены в приложениях.

Если есть один момент, на котором настаивает эта статья, так это то, что любой человек не может просто взять стандарт и спроектировать систему контроля дыма.Этот стандарт предназначен для использования инженерами и дополнен их собственными суждениями и опытом. Это руководство и инструмент, а не полностью независимый метод проектирования.

Целью этого документа является не осуждение инженеров, злоупотребляющих NFPA 92, а стремление к созданию полностью интегрированного FPE, знающего о NFPA 92 и его ограничениях для проектов, связанных с контролем дыма. Как правило, проекты выполняются более гладко и меньше сюрпризов во время строительства благодаря полностью интегрированным FPE.Это не обязательно означает, что FPE должен работать в той же компании, что и другие инженеры-консультанты, или посещать каждое отдельное совещание по проектированию, но необходим постоянный диалог не только между FPE и архитектором, но и между FPE. и конструкторы MEP.

Уилл Клей – старший инженер в WSP USA, с 8-летним опытом работы в сфере проектирования противопожарной защиты и консультирования по вопросам безопасности жизнедеятельности.

A-Evac: Симулятор эвакуации для стохастической среды

В следующих подразделах мы описываем предположения для эвакуации, иногда с необходимым контекстом Aamks.

Геометрия окружающей среды

Рабочий процесс Aamks начинается с трехмерной геометрии, в которой будут моделироваться пожары и эвакуация. Нам нужно изобразить здание, в котором есть один или несколько этажей. Каждый этаж может состоять из отсеков и отверстий в них, которые в CFAST называются КОМПАС и ВЕНТС соответственно. Наши соображения сужаются до прямоугольной геометрии (изогнутые области необходимо аппроксимировать прямоугольниками). Существует два основных способа представления геометрии архитектуры: (a) кубоиды могут определять внутреннюю часть комнат (A-области) или (b) кубоиды могут определять стены / препятствия (зоны, доступные для ходьбы).CFAST использует A-области. Мы создаем геометрию CFAST из входных файлов следующего формата (сущностей больше, чем представлено здесь):

ROOM и COR (RIDOR) принадлежат COMPAS. D (OOR), W (INDOW) и HOLE принадлежат ВЕНТС. ОТВЕРСТИЕ является результатом ограничений CFAST [46, 68] – это искусственный объект, который служит для объединения двух отсеков в единый отсек, как показано на Рис. 2.

Концепция ОТВЕРСТИЯ: (a ) комната в действительности, (b) представление комнаты в CFAST: два прямоугольника для отдельных вычислений, но открываются друг другу через ОТВЕРСТИЕ

Все объекты в примере принадлежат одному ЭТАЖУ 1. Тройки – это \ ((x_0, y_0, z_0) \) и \ ((x_1, y_1, z_1) \), кодирующие начало и конец каждого объекта в трехмерном пространстве. На практике мы получаем эти входные файлы из AutoCAD благодаря нашему плагину, который извлекает данные из чертежей AutoCAD. Чтобы иметь полностью открытый исходный код, платформенно-независимое решение, мы работаем над альтернативой AutoCAD (в контексте Aamks), веб-инструментом для создания графики. ^{Footnote 2}

В следующих разделах мы представим проблемы сопровождения эвакуированных по всему зданию.Эти модули требуют проходимых участков. Мы конвертируем из A-областей в области, доступные для ходьбы, дублируя геометрию, переводя геометрию и применяя некоторые логические операции. На рисунке 3 показана идея.

Преобразование из A-зон в пешеходные зоны

Есть три аспекта движения, когда дело доходит до моделирования эвакуации [66]: (a) поиск пути – для грубого маршрута выхода из здания, ( б) локальное движение – взаимодействие эвакуируемого с другими эвакуируемыми, с препятствиями и окружающей средой, и (в) локомоция – для «внутреннего» движения агента (e. грамм. раскачивание тела). Только модели A-evac (а) и (б).

Поиск пути (дорожная карта)

Моделируемых эвакуированных необходимо вывести из здания. Пешеходные зоны служат входными данными для поиска пути. Координаты определяют каждый из кубоидов, представляющих препятствия на участках, по которым можно ходить. Эти координаты представляют собой углы фигур. Поскольку мы моделируем каждый из этажей здания отдельно, мы сглаживаем трехмерную геометрию в двухмерную и представляем препятствия в виде прямоугольников. Следовательно, проходимые области в модуле поиска пути представлены в виде набора координат из 4 кортежей \ (\ left [(x_0, y_0), (x_1, y_1), (x_2, y_2), (x_3, y_3) \ right] \) .

Затем набор элементов из 4 кортежей сводится к набору координат – мешку координат. Поскольку большинство препятствий имеют общие координаты, мы удаляем дубликаты из набора (для повышения производительности). Затем этот набор координат является входом для триангуляции. Мы применяем алгоритм триангуляции, представленный в [43] и реализованный как библиотека Blender ^{Footnote 3} . Триангуляция представляет пространство как набор треугольников. На рисунке 4 изображена идея триангуляции.

Идея триангуляции. (a) Исходная геометрия, (b) триангуляция

Треугольники используются в качестве навигационных сеток для агентов. Сетки навигации определяют, какие области среды могут перемещаться агентами.

После триангуляции мешка координат некоторые треугольники находятся внутри препятствий – они (по определению) не проходимы, поэтому мы их удаляем. Остается удобное для прохождения пространство.

Затем мы создаем граф пространственных переходов для агентов, основанный на смежности треугольников, полученных в результате триангуляции. Пространственный переход означает, что агент может перемещаться из одного треугольника в другой.

Агент на краю треугольника всегда может добраться до двух других краев. Для треугольников с общими ребрами это позволяет агенту перемещаться от одного треугольника к другому.

Собираются пары всех смежных ребер. Мы используем модуль python networkx [5], который создает граф, состоящий из вышеуказанных пар.Для дальнейшей обработки мы добавляем позиции агентов в граф, сопоставляя их со смежными ребрами.

На графике представлены все возможные маршруты от любого узла к любому другому узлу на графике. Мы можем запросить график для маршрута от позиции текущего агента до ближайшего выхода. Это означает, что агент пройдет через подключенные узлы и наконец достигнет выходной двери. Мы указываем networkx, что нам нужны кратчайшие расстояния в наших маршрутах (по умолчанию это наименьшее количество переходов на графе), и мы получаем набор ребер, которые агент должен пройти, чтобы достичь выхода.На рисунке 5 показан набор ребер, возвращаемых графом для примера запроса.

Дорожная карта, определенная графиком для примера запроса. Красная линия пересекает центры ребер, которые агенту необходимо пройти, чтобы достичь выхода (цветной рисунок онлайн)

Набор ребер, возвращенный графом, не может использоваться непосредственно для поиска пути. Ни вершины ребер, ни их центры не определяют оптимальный путь, который естественным образом выбирают эвакуируемые во время реальной эвакуации.Поэтому для сглаживания пути следует использовать дополнительный алгоритм. Для этого применим алгоритм воронки, определенный в [9]. Воронка – это простой алгоритм поиска прямых линий по краям.

Вход для воронки состоит из набора упорядоченных ребер (именованных порталов) от источника агента до места назначения. Воронка всегда состоит из трех объектов: начала координат (вершина) и двух векторов от вершины до вершин на ребрах – левой и правой ног.

Вершина сначала устанавливается в начало координат агента, а ноги устанавливаются в вершины первого ребра.Продвигаем левую и правую ножки к соседним краям в наборе и соблюдаем угол между ножками. Когда угол становится меньше, мы принимаем новую вершину для ноги. В противном случае нога останется в данной вершине. После некоторой итерации одна из ног должна пересекать другую ногу, определяя новое положение вершины. Верхушка перемещается, и мы перезапускаем процедуру (рис. 6).

Идея алгоритма воронки

В результате путь сглаживается и определяется только теми точками, где необходимы изменения вектора скорости.Кроме того, мы использовали улучшенную версию алгоритма воронки, которая позволяет определять точки, сохраняя расстояние от углов, отражающее размер эвакуируемого. Что позволяет моделировать эвакуированных инвалидов на колясках или кроватях в больницах. На рисунке 7 изображен сглаженный путь по алгоритму воронки.

Дорожная карта от начальной точки до выхода сглажена алгоритмом воронки

Локальное движение

Локальное движение фокусируется на взаимодействии с (а) другими агентами (б) статическими препятствиями (стенами) и (в) условиями окружающей среды .Существует два подхода к локальному перемещению: (а) модели, основанные на силе, и (б) модели, основанные на скорости. Силовые модели представляют людей как частицы и моделируют их взаимодействия с помощью физических сил.

Два самых популярных метода, основанных на силе, – это модель Боида, предложенная Рейнольдсом [53] и Хелбингом и др. модель социальной силы [22]. Модель Рейнольдса отражает поведение стаи с использованием сил разделения, выравнивания и сплоченности, а модель Хелбинга использует смесь социологических и физических сил для описания взаимодействия пешеходов.

В обоих подходах силы зависят только от разделения агентов и могут приводить к артефактам моделирования, таким как колебания и обратное движение, но есть способы предотвратить эти проблемы [36, 37, 47, 54, 56].

Основным преимуществом всех вышеперечисленных силовых подходов является простота их формулировки. Однако они часто требуют тщательной настройки параметров для получения желаемых результатов моделирования. Кроме того, они страдают от проблем с числовой стабильностью, поскольку силы могут принимать большие значения и быстро меняться. В настоящее время в большинстве доступного программного обеспечения для эвакуации используются силовые модели.

Таким образом, модели на основе скорости работают непосредственно в пространстве скоростей, выбирая на каждом шаге моделирования новую скорость для каждого агента в соответствии с заданной функцией стоимости. За последнее десятилетие было предложено множество основанных на скорости формулировок, включая подходы по времени до столкновения [3], методы минимального прогнозируемого расстояния [44, 48], а также геометрические методы, основанные на линейном программировании [64].

Недавно были предложены подходы, основанные на видении, которые могут более точно соответствовать человеческому поведению [12, 27], а также подходы, которые учитывают голономную природу человеческого движения [26, 57], нелинейные движения [67], и поведенческий реализм [35].

Из-за нестабильности моделей, основанных на силе – что имеет решающее значение для стохастических многомерных и часто большого количества неотредактированных симуляций – мы решили, что наша модель будет основана на скорости. Мы также исключили другие недавние подходы из-за отсутствия проверенных программных библиотек.

A-evac управляет предотвращением столкновений с агентами и препятствиями через RVO2 ^{Footnote 4} , который является реализацией подходов времени до столкновения, основанных на линейном программировании [64].Позже в следующем разделе мы опишем, как мы моделируем третий аспект локального движения – взаимодействие с окружающей средой.

RVO2 направлен на обход препятствия скорости [14]. Препятствие скорости – это набор всех скоростей агента, которые приведут к столкновению с другим агентом или препятствием. В противном случае скорость позволяет избежать столкновений. RVO2 стремится утверждать, что ни один из агентов не сталкивается с другими агентами во времени \ (\ tau \).

Общий подход заключается в следующем: каждый из агентов осведомлен о других параметрах агентов: их положении, скорости и радиусе (наблюдаемая вселенная агента).Кроме того, у агентов есть свои личные параметры: максимальная скорость и предпочтительная скорость, которую они могут настраивать автоматически, если нет другого агента или столкновения с препятствием. При каждой итерации цикла каждый агент реагирует на то, что он находит в своем окружении, то есть на его / ее собственные и другие агенты радиусы, положения и скорости. Агент обновляет свою скорость, если это препятствие скорости с другим агентом. Для каждой пары сталкивающихся агентов рассчитывается набор скоростей избегания столкновений.RVO2 находит наименьшее изменение, необходимое для предотвращения столкновения за время \ (\ tau \), и именно так агент получает свою новую скорость. Агент изменяет до половины своей скорости, в то время как другой сталкивающийся агент должен заботиться о своей половине. На рис. 9а, б изображена идея предотвращения столкновений на скоростях.

Алгоритм обхода статических препятствий остается прежним. Однако значение \ (\ tau \) меньше относительно препятствий, поскольку агенты должны быть более «храбрыми», чтобы двигаться к препятствию, если это необходимо, чтобы избежать других агентов.

Как выбрать из роадмапа локальную цель оказалось проблематично. Локальные цели необходимо обновлять (обычно продвинутые, но не всегда) рядом с точками, определенными алгоритмом воронки на этапе определения пути – диски на рис. 8, после того, как они станут видимыми для агента. Однако диски могут быть переполнены, и агенты могут отклоняться от правильных курсов другими агентами. Мы тщательно изучили все возможные состояния, в которых могут оказаться агенты. Чтобы иметь более четкое представление и контроль над агентами внутри дисков, мы используем конечный автомат вместо простого блока алгоритма в нашем коде.Четыре двоичных функции определяют состояние агента: (а) агент находится на диске? (б) ходящая цель агента и наблюдение агента за целью – одно и то же? (c) может ли агент видеть то, на что он смотрит (или есть ли между ними препятствия)? (г) агент достиг последнего узла?

Дорожная карта и локальное перемещение

В рамках каждой итерации основного цикла мы проверяем состояния агентов. Сами агенты могут изменять состояния – например, агент пересек границу диска или по нашим командам – ​​e.g., агенту приказывают перейти к другой цели. Рассмотрим следующие обстоятельства: агенту удалось увидеть свою следующую цель, и теперь он идет к этой следующей цели – он находится в состоянии S1. Однако теперь он теряет зрительный контакт с этой новой целью и оказывается в состоянии S2. Логика программы реагирует на такое состояние, переходя в состояние S3: начать смотреть на предыдущую цель и идти к этой предыдущей цели. В зависимости от того, что произойдет дальше, мы можем заказать переход в другое состояние или дождаться, пока агент сам изменит состояние.Тщательно изучив все возможные обстоятельства, мы можем убедиться, что наши состояния и их переходы могут обрабатывать все возможные сценарии.

На Рис. 9c показано, как агенты проходят через ДЫРУ. Благодаря нашей концепции дисков (где происходит поиск новых целей) и внутреннему устройству RVO2 мы получаем желаемый эффект – агенты не пересекают самый центр диска. Вместо этого агенты могут идти параллельно и продвигаться к другой цели, которая выглядит естественной и не создает ненужной очереди агентов, стремящихся пересечь самый центр ДЫРЫ.

RVO2 в своей работе по разрешению столкновений: (a) агентов на прямых курсах столкновения и (b) их рассчитанные курсы избегания столкновений, (c) три агента, пересекающих ОТВЕРСТИЮ параллельно

Эвакуация при пожаре и дыме

Имитация пожара предшествует каждой имитации эвакуации. Мы тестировали только a-evac с CFAST [34, 46]. CFAST записывает свой вывод в файлы CSV. Нам нужно немного запросить эти результаты CFAST. Поэтому мы преобразуем и сохраняем эти результаты в быстрой реляционной базе данных в памяти. ^{Footnote 5} Для каждого кадра времени мы неоднократно задаем одни и те же вопросы: (а) учитывая координаты агента, в какой комнате они находятся? (б) каковы текущие условия в этой комнате?

Когда дело доходит до (b), воздействие окружающей среды на агент может быть (b. 1) ограниченной видимостью (глаза), (b.2) ядовитыми газами (нос) и (b.3) температурой в помещении ( тело). И (b.1), и (b.2) считываются с высоты по умолчанию (но настраиваемой) 1,8 м. В CFAST всегда есть две зоны, которые разделены на известной высоте, поэтому нам нужно считывать условия из правильной зоны в зависимости от того, где наш 1.{pref} \) (предпочтительная скорость агента), а \ (\ alpha \), \ (\ beta \) – коэффициенты, определенные в [15].

Установка минимального значения скорости означает, что агент не останавливается в густом дыме. Они продолжают движение до тех пор, пока не будет превышено значение фракционной эффективной дозы (FED) для выведенного из строя, что является фатальным для агента. FED рассчитывается на основе предоставленных CFAST количеств следующих веществ в среде агента: монооксида углерода (CO), цианистого водорода (HCN), хлористого водорода (HCl), диоксида углерода (\ (CO_2 \)) и кислорода (\ (O_2) \)) по уравнению [39, 50]:

$$ \ begin {выровнено} FED_ {total} = (FED_ {CO} + FED_ {HCN} + FED_ {HCl}) \ times HV_ {CO_2} + FED_ {O_2} \ end {align} $$

(2)

где \ (HV_ {CO_2} \) – гипервентиляция, вызванная концентрацией \ (CO_2 \). {t} \ frac {dt} {60 \ cdot exp \ left [8,13 – 0,54 (20,9 – C_ {O_2} (t)) \ right]} \ end {align} $$

(6)

$$ \ begin {align} HV_ {CO_2} = & {} \ frac {exp \ left (0,1903 \ cdot C_ {CO_2} (t) + 2.0004 \ right)} {7.1} \ end {align} $$

(7)

Общая идея ФЭД (предложенная Персером) – оценка последствий вдыхания токсичного продукта в атмосферу пожара эвакуируемыми [50]. Акцент был сделан на том, в какой момент времени во время воздействия огня эвакуируемый вдохнет токсичную дозу.Затем это время связано с критериями жизнеспособности. Значение FED рассчитывается путем интегрирования площади под кривой профиля пожара для рассматриваемого токсиканта. Когда интеграл равен токсической дозе, предполагается вывод из строя или летальный эффект. Таким образом, уравнение FED может быть представлено как доза, полученная во время, деленная на эффективную дозу, вызывающую недееспособность или смерть [21]. Таким образом, исходная концепция не учитывает сублетальный эффект воздействия. Однако, чтобы иметь более широкий спектр последствий при оценке риска, мы решили рассмотреть также сублетальные эффекты.

Имеется немного количественных данных контролируемых экспериментов, касающихся сублетального воздействия дыма на людей. В работах [7, 18, 50, 58, 60] сублетальный эффект в виде потери трудоспособности (\ (IC_ {50} \)), способности к бегству (\ (EC_ {50} \)), сохраняющихся проблем со здоровьем и Сообщалось о незначительных эффектах . По данным о летальности, выведенная из строя была от одной трети до половины от количества, необходимого для летальности. Среднее значение отношений \ (IC_ {50} \) к \ (LC_ {50} \) и стандартное отклонение составляло 0.50 и 0,21 соответственно. В [18] была введена шкала эффектов, основанная на FED. Было предложено три диапазона: 1 FED, указывающий на летальность, 0,3 FED, указывающий на выведение из строя, и 0,01 FED, указывающий на отсутствие значительных сублетальных эффектов. На основе этих данных мы предлагаем шкалу сублетальных эффектов дыма для эвакуированных, представленную в Таблице 1.

\ (FED_ {total} \) влияет на движение агента в дыму. При \ (FED_ {total}> 0,3 \) вдыхание дыма приводит к сублетальным эффектам [7] – агент не может спастись от огня и остается на месте.Для \ (FED_ {total}> 1 \) мы моделируем летальные эффекты. Позже мы используем эти эффекты в окончательной оценке риска.

Таблица 1 суммирует влияние FED на здоровье человека, что является нашим первоначальным предложением для оценки сублетального эффекта дыма. Эти диапазоны включены в Aamks. Он основан на следующих работах: [7, 18, 50, 58, 60]

Вероятностное моделирование эвакуации

В этом разделе представлены внутренние элементы нашей вероятностной модели эвакуации, которую мы найти отличия в доступном похожем программном обеспечении.

В таблице 2 представлены распределения входных параметров, используемых в Aamks. Каждая из тысяч симуляций в одном проекте инициализируется некоторой случайной настройкой ввода в соответствии с этими распределениями. Aamks имеет библиотеку значений параметров по умолчанию для важных категорий зданий (школы, офисы, торговые центры и многие другие). Пользователям Aamks должно быть удобно иметь все дистрибутивы в библиотеке, но они могут изменить эти значения, что возможно.

Поскольку основной целью A-evac является стохастическое моделирование, большинство данных в таблице 2 представляют собой распределения вероятностей и взяты из стандартов и исследовательских работ. Меньшая их часть (детерминированная) пришла из других моделей, в основном FDS + Evac. Ниже приведены некоторые комментарии к таблице 2.

Aamks уделяет большое внимание времени до эвакуации [66], которое моделирует, как люди отстают перед эвакуацией после срабатывания сигнала тревоги. Позиции 7 и 8 в таблице 2 разделены, так как поведение людей в комнате возникновения пожара различно.Мы составили два регламента C / VM2 Verification Method: Framework for Fire Safety Design [61] и British Standard PD 7974-6: 2004 [6], чтобы получить наиболее реалистичную, основанную на вероятности предварительную эвакуацию в помещение пожарного происхождения и остальные помещения. Эти правила действуют по умолчанию в Aamks. Однако они могут быть изменены пользователями.

Горизонтальная / вертикальная скорость (скорость движения агента без препятствий) основана на [17, 23, 30, 49].

Формула 1 определяет скорость в дыму.