УДК 614, 004.5

Повышение уровня пожарной безопасности путем автоматизации составления алгоритма эвакуации на объекте

Исмагилова София Миннахматовна – студент технологического факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель Барахнина Вера Борисовна – кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной безопасности и охраны труда Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель Исмагилов Миннахмат Иригович – кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной безопасности и охраны труда Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Аннотация: В настоящее время компьютерное моделирование широко применяется в расчетах индивидуального пожарного риска и времени эвакуации, т.к. имеет большое преимущество перед ручным расчетом – дает возможность получить более точные результаты в короткий срок. Для моделирования пожарных рисков и эвакуации образовательного учреждения «Институт культуры и искусства» (г. Сыктывкар) была выбрана программа «СИГМА ПБ», включающая в себя несколько блоков расчета, совмещенных с моделированием и последующей визуализацией процесса распространения пожара и эвакуации. В результате проведенной работы максимально точно и в короткие сроки проанализированы возможные сценарии пожаров. Далее на основании анализа процесса возможно принятие решений о необходимости внедрения различных технологий для повышения пожарной безопасности на анализируемом объекте.

Ключевые слова: безопасность, пожар, компьютерное моделирование, индивидуальный пожарный риск, время эвакуации, программное обеспечение.

В настоящее время широко распространено компьютерное моделирование, которое ускоряет процесс оценки индивидуального пожарного риска, тем самым уменьшая последствия пожара в дальнейшем [1, с. 3]. Актуальность данной исследовательской работы обусловлена высокой востребованностью программного обеспечения (ПО) для расчета и моделирования пожарных рисков [2, с. 26]. Действительно, несмотря на внедрение новейших технологий по борьбе с пожарами и ужесточение норм в сфере пожарной безопасности, количество пожаров остается стабильно высоким [3, с. 61]. Компьютерные программы по расчету и моделированию пожарных рисков способны максимально точно и в короткие сроки проанализировать возможные сценарии пожаров. Впоследствии на основании анализа оперативно принимаются решения о необходимости внедрения различных технологий для повышения пожарной безопасности на анализируемом объекте [4, с. 62].

Целью данной исследовательской работы является расчет пожарного риска и времени эвакуации образовательного учреждения «Институт культуры и искусства» (корпус №5 Сыктывкарского государственного университета имени Питирима Сорокина), построение 3D модели здания, а также разработка рекомендаций для улучшения системы пожарной безопасности данного объекта.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: произвести сбор и анализ необходимых документов и информации об объекте исследования; выбрать ПО для решения поставленной задачи; построить 3D модель здания; произвести расчет распространения опасных факторов пожара (ОФП) с помощью ПО «СИГМА ПБ»; рассчитать время эвакуации людей; произвести расчет пожарного риска на объекте; провести 3D визуализацию эвакуации и распространения пожара; внести предложения и рекомендации по повышению эффективности эвакуации и снижению индивидуального пожарного риска.

Одной из программ для моделирования процесса распространения пожара, расчета эвакуации и пожарного риска является ПО «СИГМА ПБ», которая утверждена МЧС РФ и включает в себя несколько видов расчета, совмещенных с моделированием и последующей визуализацией процесса распространения пожара и эвакуации [5, с. 6]. Поэтому, несмотря на большой выбор ПО, для моделирования пожарных рисков и эвакуации была выбрана данная программа.

Объект исследования (двухэтажное здание) относится к классу функциональной пожарной опасности Ф4, подклассу Ф4.2 – здания образовательных организаций высшего образования, организаций дополнительного профессионального образования. Индивидуальный пожарный риск в зданиях и сооружениях не должен превышать значение одной миллионной в год при размещении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания и сооружения точке. На объекте не возникало возгораний и пожаров, поэтому частоту возникновения пожара в здании возьмем из статистических данных – 1,16·10^-2 [6, с. 4]. В качестве очага пожара была выбрана гардеробная. Это обусловлено тем, что данное помещение имеет малый объем по сравнению с другими помещениями в здании, и возгорание в нем блокирует один из выходов для эвакуации. Гардеробная находится на первом этаже, вблизи главного входа в здание. Гардеробная комната, в соответствии с СП 12.13130.2009, относится к категории Д по пожарной опасности, т.е. это помещение с минимальной пожароопасностью [7, с. 124]. Возможные причины пожара в гардеробной: нарушение установленного противопожарного режима; неисправность электропроводки; неосторожное обращение с огнем; нарушение правил пользования инструментами и электронагревательными приборами [5, с. 34]. Важной особенностью гардеробной является большое скопление горючей нагрузки в виде текстильных материалов, которые распространяют пламя по поверхности. Большая часть из них воспламеняются даже при воздействии малокалорийных источников зажигания, таких как, например, непотушенные сигареты или горящие спички. Поэтому стоит рассмотреть это помещение как возможный очаг пожара в здании.

Далее осуществляли построение геометрии здания, определение пожарных блоков с помощью интерактивных функций и конвертацию расчетов (рисунки 1-5).

Рисунок 1. Определение блоков в здании                                                  Рисунок 2. Конвертация расчетов

Рисунок 3. Отображение на каркасе: а – расчетной области; б – входов и выходов (входящих в расчетную область)

Результаты создания сценария представлены на рисунках 4-6.

Рисунок 4. Вид объекта защиты: а – трехмерная модель (геометрия) здания; б – расчётная сетка для моделирования развития пожара

Рисунок 5. Сценарии эвакуации: а – на первом этаже здания; б – на втором этаже здания

Рисунок 6. Окно динамики процесса эвакуации: а – на первом этаже здания; б – на втором этаже здания

Выводы

При помощи ПО «СИГМА ПБ» была построена компьютерная модель объекта – образовательного учреждения «Институт культуры и искусства». Выполнены расчеты ОФП и времени эвакуации, которые впоследствии были визуализированы. Также был выполнен расчет индивидуального пожарного риска здания, который оказался не превышающим допустимое значение. Для улучшения системы пожарной безопасности были предложены рекомендации, включающие в себя демонтаж замков, установку легкооткрывающихся затворов, размещение фотолюминесцентных эвакуационных табличек, рациональное размещение бумажной продукции в здании и снос конструкций, которые блокируют эвакуационные выходы.

Список литературы

1. Барахнина В.Б. Способы интенсификации биоочистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов и некоторых буровых отходов, дисс. канд. техн. наук. – Уфа, 1999. — 24 с.
2. Фаррахова А.Т., Барахнина В.Б. Повышение промышленной и экологической безопасности на объектах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, Экологический вестник России. 2016. №3. – С. 25-28.
3. Юсупова А.Р., Исмагилова С.М., Барахнина В.Б. Программное средство для визуализации аварийной утечки нефти. Сборник материалов Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Современные технологии: достижения и инновации – 2023». В 2 ч./ Часть 1. –Уфа: Изд-во «УГНТУ», 2023. – С. 61-63.
4. Филиппов В.Н., Агишева А.Р., Барахнина В.Б. и др. Повышение безопасности производства путем применения сетевых интеллектуальных систем.: Материалы Международной научно-практической конференции «Информационные технологии. Проблемы и решения», 2017. №1 (4). – С. 109-118.
5. Барахнина В.Б., Ягафарова Г.Г. Экономика и прогнозирование промышленного природопользования, Часть 1. – Уфа: 2010. – 213 С.
6. Еникеева Т.М., Киреев И.Р., Барахнина В.Б. Физиология трудовой деятельности. – Уфа: 2012. – 183 с.
7. Мендигалиева Р.М., Барахнина В.Б. Оценка рисков в системе управления охраной труда. Cборник докладов научно-технической конференции «Экологические проблемы нефтедобычи-2012». – Уфа: 2012. – С. 123-124.