Для проведения расчета динамики скорости развития и возможных режимов пожара, определения требований к безопасным расстояниям и пределам огнестойкости огнепреграждающих конструкций российскими нормами предусмотрено применение расчетных и экспериментальных методов. В последние годы у нас в стране и за рубежом большое внимание уделяется развитию расчетных методов оценки огнестойкости. Сущность расчета в общем виде сводится к оценке распределения температур по сечению конструкции в условиях пожара (теплотехническая часть) и вычислению несущей способности нагретой конструкции (статическая часть). Однако теория огнестойкости строительных конструкций еще недостаточно разработана, поэтому даже опытному конструктору нелегко спроектировать нужную по качеству огнезащиту силовых элементов конструкций.

Целью статьи является анализ особенностей расчета пределов огнестойкости строительных конструкций основных зданий АЭС с учетом различий в объемно-планировочных и конструктивных решениях, а также специфики находящейся в зданиях горючей нагрузки. Для этого были проведены расчеты и проанализированы полученные результаты для наиболее опасных сценариев развития пожара на примере конкретного помещения АЭС, относящегося к системе аварийного электроснабжения (далее – САЭ), с учетом требования по резервированию данных систем для обеспечения устойчивости к отказам в системах при технологических отказах и внешних воздействиях на эти системы.

С целью выполнения данного требования предусматриваются:

Таким образом, аналитическое обоснование достаточности физического разделения каналов и разработка строительных, технологических и противопожарных мероприятий при пожарах на резервных дизельных электростанциях (далее – РДЭС) направлены на обеспечение ядерной и радиационной безопасности. При этом значительные запасы топлива в хранилищах требуют применения разработки специализированных мероприятий с учетом высокой интенсивности воздействия углеводородных пожаров на конструкции и больших величин пожарной нагрузки в помещениях хранилищ.

Подходы к обоснованию безопасности в настоящей статье будут рассмотрены на примере помещения промсклада топлива РДЭС блока № 1 Калининской АЭС.

Исходные данные по зданию и железобетонным конструкциям промежуточного склада топлива Калининской АЭС блока № 1:

В помещении установлен промежуточный бак топлива емкостью 100 м³.

При расчетах используются следующие предположения условий пожара ГЖ:

При анализе предполагалось несрабатывание системы пожаротушения вследствие отказа. При этом предполагается нормальная работа других независимых элементов противопожарной защиты, в том числе закрытое состояние дверей.

Расчеты выполняются для условно герметичных помещений. Такой режим пожара реализуется при двух условиях (ранее рассмотренное предположение условной герметичности помещения).

Расчеты проводятся с использованием математической модели и программного кода Fire Dynamics.

Для описания термогазодинамических параметров пожара применяются три основные группы детерминистических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.

Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять исходя из следующих предпосылок:

а) интегральный метод:

б) зонный (зональный) метод:

В отличие от интегральных моделей зональный метод может использоваться для помещений большого объема, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения; для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения (наклонный зрительный зал кинотеатра, антресоли и т. д.).

в) полевой метод:

Для определения фактических пределов огнестойкости строительных конструкций использовалась математическая модель расчета прогрева строительных конструкций.

Плотность теплового потока на внешней (огневой) границе стенки определяется из решения моделей пожара или по формулам расчета лучистого теплового потока.

За наступление предела огнестойкости строительной конструкции перехода принимается момент времени от начала пожара, когда температура хотя бы в одном месте конструкции достигает критического значения.

Таким образом, в случаях, когда требуется рассчитать локальные параметры развития пожара или применение строительных конструкций не позволяет использовать эмпирические или среднеобъемные модели для расчета динамики пожара, используется созданная во ФГБУ ВНИИПО МЧС России полевая модель. Это относится, прежде всего, к расчетам пожара в больших помещениях, помещениях с неравномерно распределенной пожарной нагрузкой и сложным режимом газообмена, к задаче определения безопасных расстояний для оборудования систем безопасности. Данная модель создана с учетом требований и рекомендаций по применению методов полевого моделирования и предусматривает решение системы уравнений газодинамики и теплообмена с учетом моделирования процессов горения и переноса тепла излучением.

При расчетах использовались программы, официально зарегистрированные в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (интегральные, зонные и полевые методы расчета динамики опасных факторов пожара – № 2006614238. Определение огнестойкости строительных конструкций с учетом параметров реального пожара – № 2006614237).

В качестве критериев критического воздействия пожара на железобетонные конструкции приняты:

Результаты расчетов представлены на графиках (рис. 1–6) и в табл. 1.

Из результатов расчетов для помещения следует: