close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

"Валидация математических моделей пожаров".PDF 7.9MB

код для вставкиСкачать
СИТИС
Строительные информационные технологии и системы
ООО «Ситис»
620028, Екатеринбург, ул. Долорес Ибаррури, 2, тел./факс (343) 310-00-99
http://www.sitis.ru, e-mail: [email protected]
СИТИС-НМД-4
Программное обеспечение СИТИС
для выполнения расчетов пожарного риска
Часть 4
Валидация математических моделей пожаров
14 мая 2014
ВВЕДЕНИЕ
В данном документе приведен обзор зарубежных источников по валидации («Валидация математических моделей пожаров», «Экспертиза и экспертная оценка компьютерных расчѐтов» и «Оценка пожарного
риска»). Все зарубежные источники переведены специалистами ООО «СИТИС», редактор –
Грачев В.Ю.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Валидация математических моделей пожаров………………………………………………………………….....3
Экспертиза и экспертная оценка компьютерных расчѐтов……………………………………………………...25
Оценка пожарного риска……………………………………………………….………….…….……………….116
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
3
Валидация математических моделей пожаров.
Обзор зарубежных источников.
Редактор:
Грачев В.Ю.
Переводчики:
Борноволокова Е. А.
Патрушева Н. А.
Слепушкин В. А.
© ООО «СИТИС», 2009 г.
© Грачев В.Ю., 2009 г.
ООО «СИТИС»
620028 Екатеринбург, ул. Долорес Ибаррури, 2
Тел: 310-00-99 e-mail: [email protected]
www.sitis.ru
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
4
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.......................................................................................................................................................................................... 6
ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ .............................................................................................................................................................................. 7
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ................................................................................................................................................................. 8
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ .............................................................................................................................................................................. 8
ASTM
E
1355–05A.
СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ ПРОГНОЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ ........................................................................................................................................... 9
ASTM E 1472–07. СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО СОСТАВЛЕНИЮ ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ .......................................................................................................... 16
ASTM E 1895–04. СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРИМЕНЕНИЯ И ОГРАНИЧЕНИЙ
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ ................................................................................................................................... 22
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
5
ПРЕДИСЛОВИЕ
Применение моделей пожара в настоящее время вышло за пределы научно-исследовательских лабораторий и используется
большим числом инженеров для разработки решений противопожарной защиты зданий и сооружений. Необходима обоснованная
оценка моделей пожара, чтобы пользователи моделей могли сделать выводы об адекватности научно-технической основы моделей,
выбирать модели, подходящие для желаемого применения, и определить уровень доверия к результатам, спрогнозированным моделями. Адекватная оценка поможет предотвратить непреднамеренное неправильное использование моделей.
В данном обзоре приведены требования к валидации (подтверждению достоверности) математических моделей пожаров и соответствующего программного обеспечения, изложенные в американских стандартах ASTM.
Обзор не претендует на всеобъемлющее и объективное описание данной проблематики, в нем не приведены аналогичные данные из международных стандартов, стандартов европейских стран, а также стандартов и руководств других американских организаций (SFPE, NFPA). Более широкое освещение источников по теме будет являться предметом следующих редакций данного обзора.
Коллектив авторов
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
6
ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ
Обзор «Валидация математических моделей пожаров» составлен на основе информации, изложенной в стандартах Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM):
—
—
—
оценка прогнозирующей способности детерминированных моделей пожаров (ASTM E 1355-05a. «Стандартное руководство по оценке прогнозирующей способности детерминированных моделей пожаров»);
документация для компьютерного программного обеспечения для моделей пожаров (ASTM E 1472-07. «Стандартное руководство по составлению документации для компьютерного программного обеспечения для моделей пожаров»);
применение и ограничения детерминированных моделей пожаров (ASTM E 1895-04. «Стандартное руководство по определению применения и ограничений детерминированных моделей пожаров»).
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
7
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Валидация модели (model validation) – процесс определения того, насколько метод расчета является точным отражением реального мира с точки зрения предполагаемого использования расчетного метода. Основной стратегией валидации является выявление и квантификация ошибки и неопределенности в концептуальных и вычислительных моделях с учетом предполагаемого использования. [E 1355–05a, E 176]
Верификация модели (model verification) – процесс установления, что реализация расчетного метода точно отражает концептуальное описание расчетного метода, сделанное разработчиком, и решение к расчетному методу. Основной стратегией проверки
вычислительных моделей является выявление и оценка ошибки в вычислительной модели и еѐ решении. [E 1355–05a, E 176]
Воспроизводимость модели (model precision) – означает ее детерминирующую способность и повторяемость. [E 1355–05a, E
176]
Оценка модели (model evaluation) – процесс измерения точности выбранных результатов модели при использовании для конкретных целей. [E 1355–05a, E 176]
Точность модели (model accuracy) – означает то, насколько правильно модель воспроизводит развитие реального пожара. [E
1355–05a, E 176]
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Model accuracy
точность модели
Model evaluation
оценка модели
Model precision
воспроизводимость модели
Model validation
валидация модели
Model verification
верификация модели
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
8
ASTM E 1355–05a. СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ ПРОГНОЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ
Данное руководство находится в ведении Комитета E 05 по пожарным стандартам Американского общества по испытаниям и
материалам (ASTM) и является прямой ответственностью Подкомитета E 05.33 по пожарно-техническому анализу. Настоящее издание утверждено и опубликовано в 2005 году.
Когда в 1985 году был сформирован Подкомитет E 05.39 по моделированию пожаров, одним из поручений ему, сформулированных в ответ на результаты исследования, проведенного членами Комитета E 05, было разработать рекомендации по валидации
моделей пожара. Эта работа была отнесена к группе E 05.33 по пожарно-техническому анализу.
Было признано, что применение моделей пожара вышло за пределы научно-исследовательских лабораторий и распространилось в инженерном сообществе. Надежность прогнозов моделей для применения при проектировании гарантирована только в том
случае, если модель прошла проверку на достоверность для конкретного применения, но на тот момент утвержденного стандарта
по валидации не существовало.
Разработчики моделей пожара решали задачи по валидации своих моделей, и Центр по научным исследованиям пожаров при
Национальном институте стандартов и технологий (NIST) разработал общую методологию проведения валидации моделей. Данное
руководство было подготовлено с целью подвести итоги по последним достижениям в сфере валидации моделей в виде единого
документа для применения разработчиками моделей или их пользователями. Чувствительность, математическая устойчивость и
метод математической квантификации моделей сейчас подробно описаны в данном руководстве.
В руководстве представлена методология оценки прогнозирующей способности модели пожара для конкретного применения.
Целью является охватить широкий спектр детерминированных численных моделей, которые могут использоваться при оценке воздействий пожаров на конструкции и в них. Данный стандарт не может быть использован для получения количественных показателей.
Описан рекомендуемый процесс оценки прогнозирующей способности пожарных моделей. Данный процесс включает в себя
краткое описание модели и сценариев, для которых требуется провести оценку. Кроме того, представлены методологии проведения
анализа по количественному определению чувствительности прогнозов модели к разным неопределенным факторам и некоторые
альтернативы для оценки точности прогнозов модели. Исторически, численная точность касалась размера временного шага и ошибок.
Более полная оценка должна включать в себя пространственную дискретизацию. В заключение, даются рекомендации по документации, требующейся для резюмирования процесса оценки.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
Процесс оценки модели является очень важным для определения допустимого применения и ограничений моделей пожара.
Оценить модель глобально невозможно; вместо этого данное руководство предлагает методологию для оценки прогнозирующей
способности в целях конкретного применения. Валидация модели для какого-либо одного применения или сценария не подразумевает подтверждения еѐ достоверности для других сценариев. Дано несколько альтернатив для осуществления процесса оценки,
включая: сравнение прогнозов со стандартными пожарными испытаниями, полномасштабными пожарными экспериментами, полевыми исследованиями, опубликованной литературой или ранее оцененными моделями.
Данное руководство было разработано для применения при валидации моделей пожара или валидации подмоделей, которые
могут описывать одно или несколько явлений, связанных с пожаром. Предполагается понимание применения и ограничений анализируемой модели в соответствии с подробным описанием в стандарте ASTM E 1895 [4]. Данное руководство предназначено для
использования в сочетании с другими руководствами, разрабатываемыми Комитетом E 05. Оно предназначено для использования
следующими специалистами:
Разработчиками моделей – для документирования пригодности конкретного метода расчета для конкретных случаев применения. Разработка модели помимо всего прочего включает в себя определение воспроизводимости результатов и ограничений
пригодности, а также независимое тестирование.
Пользователями моделей – чтобы убедиться, что они используют соответствующую конкретному применению модель, и что
она обеспечивает адекватную точность.
Разработчиками функциональных норм по моделям – чтобы удостовериться, что они включают в нормы надежные методики расчета.
Представителями утверждающих органов – чтобы удостовериться, что результаты расчетов с использованием математических моделей, соответствующих данному руководству, процитированные при сдаче документов, ясно показывают, что модель
используется в пределах допустимых ограничений и имеет допустимый уровень точности.
Преподавателями – для демонстрации применения и приемлемости расчетных методов, которым они обучают.
Данное руководство не предназначено для описания процедуры приемочных испытаний. Основной упор в данном руководстве
сделан на численные модели развития пожара. Под воспроизводимостью модели понимается еѐ детерминирующая способность и
повторяемость. Под точностью модели понимается, насколько правильно модель воспроизводит развитие реального пожара.
ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ
Методология представлена исходя из четырех областей оценки:
определение модели и сценариев, для которых требуется проведение оценки;
проверка соответствия теоретической основы и допущений, применяемых в модели;
оценка математической и численной устойчивости модели; и
измерение неопределенности и точности результатов модели в прогнозировании хода событий в подобных сценариях пожара.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДЕЛИ И СЦЕНАРИЯ
Документация по модели
Для оценки адекватности научной и технической основ моделей и точности вычислительных процедур необходимо наличие достаточной документации по вычислительным моделям, включая программное обеспечение. Кроме того, соответствующая докумен-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
9
тация поможет предотвратить непреднамеренное неправильное применение моделей пожара. Рекомендации о документации по
компьютерным моделям пожара представлены в Руководстве ASTM E 1472 [3]. Рекомендации по применению и ограничениям
детерминированных моделей пожара и по необходимым знаниям изложены в Руководстве ASTM E 1895 [4].
Документация по модели обеспечивает подробное описание модели, оцениваемой во всех деталях, чтобы пользователь смог
самостоятельно повторить процедуру оценки. Как минимум, должна быть изложена следующая информация:
название и версия модели;
название разработчика(-ов) модели;
список соответствующих изданий;
формулировка утвержденных применений, ограничений и результатов модели;
тип модели, являющийся общей основой исходя из управляющего тома конечных элементов, функции Лагранжа и т.п.;
изложение строгости моделирования, включая: допущения, присущие модели, и основные уравнения, входящие в формулы
модели; и числовые данные, применяемые для решения уравнений, и метод, посредством которого связаны отдельные решения.
дополнительные допущения модели, имеющие отношение к названным или потенциальным применениям;
входные данные, требующиеся для запуска модели; и
данные о свойствах, определяемые с помощью компьютерной программы, или заложенные как допущения при разработке модели, а именно: какая эмпирическая информация включена, и неопределенность, присущая этому выбору. Примером при зонном моделировании будет служить уравнение струи, а в модели вычислительной гидродинамики примером могут быть граничные условия с проскальзыванием и без него.
Документация по сценарию
В документации представлено полное описание сценариев или интересующих явлений при оценке для содействия соответствующему применению модели, для помощи в формировании реалистичных входных данных для модели и разработки критериев
для заключения о результатах оценки.
Документация по сценарию включает в себя подробное описание целого спектра параметров, для которых проведена оценка.
Необходимо предоставление достаточной информации, чтобы пользователь оценки мог самостоятельно повторить еѐ проведение.
Как минимум, должна быть представлена следующая информация:
описание сценариев или интересующих явлений;
список параметров, прогнозируемых моделью, для которых необходима оценка, и
степень точности, требующаяся для каждого параметра.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА МОДЕЛИ
Независимый анализ лежащих в основе модели физических и химических процессов обеспечивает соответствующее применение подмоделей, образующих вместе единую модель. Теоретическая основа модели должна пройти процедуру оценки у одного или
нескольких признанных экспертов в области химии и физики пожаров, не задействованных в производстве модели. Для получения
критического обзора оценки может быть достаточно изложения теоретических основ модели в статье журнала для оценки коллегами.
Обзор должен включать в себя:
оценку наличия всего комплекта документов с учетом допущений и аппроксимаций;
оценку того, достаточно ли научных доказательств в общедоступной научной литературе, оправдывающих применение используемых подходов и исходных допущений;
оценку точности и пригодности эмпирических или справочных данных, применяемых для постоянных значений и значений по
умолчанию в контексте модели;
систему уравнений, которые подлежат решению; в случаях, для которых необходимы замыкающие уравнения (не включено в
предыдущий пункт), допущение и значение такого выбора.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ И ЧИСЛЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ
Компьютерную реализацию модели необходимо проверить, чтобы удостовериться, что такая реализация соответствует указанной документации. Виды анализа, которые могут быть проведены:
Аналитические тесты
Если программу необходимо применить к ситуации, для которой существует известное математическое решение, мощным инструментом проверки правильности функционирования модели является аналитическое тестирование. Тем не менее, есть ряд ситуаций (особенно при сложных сценариях), для которых аналитические решения известны. Для подмоделей следует провести аналитические тесты. Например, возможно получить решение в замкнутой форме для тепловых потерь через перегородку; модель должна
быть способна выполнить этот расчет.
Проверка кода
Код может быть проверен на структурной основе предпочтительно третьим лицом вручную либо с использованием программ
проверки кода для выявления отклонений и противоречий в машинном коде. Процесс проверки кода может повысить уровень доверия к способности программы правильно обрабатывать данные, но не может показать степень адекватности или точности используемой программы.
Численные тесты
Математические модели обычно выражены в форме дифференциальных или интегральных уравнений. Модели, в основном,
очень сложны, а аналитические решения найти трудно или даже невозможно. Численные методы необходимы для нахождения
приблизительных решений. Эти численные методы могут быть источником ошибки в прогнозируемых результатах. Численные
тесты включают в себя исследование величины остаточных погрешностей от решения системы уравнений, использованных в модели, в качестве показателя численной точности и исследование снижения остаточных погрешностей в качестве показателя численной сходимости. Алгебраические уравнения должны быть подвергнуты тестам на выявление ошибок (неопределенности), обыкновенные дифференциальные уравнения – на выявление ошибок временного шага, а дифференциальные уравнения в частных произСИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
10
водных – на анализ дискретизации сетки. Это включает в себя проверку остаточной погрешности решения, устойчивости выходных
переменных, общую проверку по сохранению соответствующих параметров, влияния граничных условий и наличия сходимости
сетки и временного шага. В заключение, необходимо удостовериться в том, что соблюдены требования к согласованности и устойчивости.
Многие пожарные задачи включают в себя взаимодействие разных физических процессов, таких как химические или тепловые
процессы и механическая реакция. Шкалы времени, связанные с процессами, могут значительно отличаться, что легко вызывает
численные трудности. Такие задачи называются жесткими. При применении некоторых численных методов для решения жестких
задач могут возникать трудности, поскольку эти методы покорно следуют быстрым изменениям, даже если эти изменения менее
важны, чем общее направление в решении. Для решения жестких задач разработаны особые алгоритмы.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ И ТОЧНОСТИ МОДЕЛИ
Неопределенность модели. Даже детерминированные модели зависят от входных данных, зачастую основанных на экспериментальных измерениях, эмпирических корреляциях или подсчетах, выполненных на основе инженерной оценки. Неопределенности
во входных данных могут привести к соответствующим неопределенностям в выходных данных модели. Для количественного анализа неопределенностей в выходных данных модели, основываясь на известных или установленных неопределенностях во входных
данных модели, применяется анализ чувствительности. Рекомендации по получению входных данных для моделей пожара изложены в Руководстве ASTM E 1591. Подробное описание анализа чувствительности, применимого к оценке прогнозирующей способности моделей пожара, представлено в следующем разделе.
Экспериментальная неопределенность. В целом, результат измерения есть лишь результат аппроксимации или оценки конкретного количества, подвергаемого измерению, и, таким образом, результат является полным, только когда сопровождается количественным выражением неопределенности. Рекомендации по проведению полномасштабных испытаний в помещениях приведены
в Руководстве ASTM E 603. Рекомендации по определению неопределенности в измерениях приведены в стандарте Международной организации по стандартизации (ISO) «Руководство по выражению неопределенности в измерениях».
Оценка модели. Для получения точных оценок поведения пожара с использованием прогнозирующих моделей необходимо следующее: а) формирование правильных входных данных модели в соответствии со сценариями, которые предстоит смоделировать;
б) правильный выбор модели в соответствии со сценариями, которые предстоит смоделировать; в) правильные расчеты, выполненные выбранной моделью; и г) правильная интерпретация результатов расчета, выполненного моделью. Оценка конкретного сценария с разным уровнем знаний об ожидаемых результатах расчета касается этих многочисленных источников потенциальной ошибки. Подробное описание, применимое к оценке прогнозирующей способности моделей пожара, изложено в разделе «Оценка модели».
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МОДЕЛИ
Модели развития пожара, как правило, основаны на системе обыкновенных дифференциальных уравнений в форме
dz
d
и
f ( z, p, t ) z(
0)
z0
(1)
где:
z (z1, z2, . . ., zm) – вектор решения для системы уравнений (например: масса, температура или объем)
p (p1, p2, . . ., pn) – вектор входных параметров (например: площадь помещения, высота помещения, скорость выделения тепла),
τ – время.
Решения этих уравнений, в целом, неизвестны в явном виде и должны быть определены численным образом. Для изучения чувствительности такой системы уравнений необходимо исследовать частные производные выходного параметра zj с учетом входного
параметра pi (для j = 1, . . ., m и I = 1, . . ., n).
Анализ чувствительности модели является изучением того, как изменения в параметрах модели влияют на результаты, выдаваемые моделью. Прогнозы модели могут быть чувствительны к неопределенностям во входных данных, к уровню строгости, применяемому при моделировании соответствующих физических и химических процессов, и к точности числовой обработки. Цель проведения анализа чувствительности – оценить степень, до которой неопределенность во входных данных модели проявляется в виде неопределенности в результатах прогноза модели. Эта информация может использоваться для:
определения основных переменных в моделях;
определения приемлемого спектра значений для каждой входной переменной;
количественного анализа чувствительности выходных переменных к изменениям во входных данных; и
информирования и предупреждения потенциальных пользователей о степени и уровне внимательности, необходимом при выборе входных данных и выполнении модели.
Входные данные моделей состоят из:
данных для конкретного сценария – таких как геометрия домена, окружающие условия и особенности описания пожара;
данных о свойствах – таких как теплопроводность, толщина и теплоѐмкость; и
численных констант – таких как константы модели турбулентности, коэффициенты вовлечения воздуха и константы отверстий.
Проведение анализа чувствительности модели пожара непростая задача. Многие модели требуют большого количества входных данных и делают прогнозы для многочисленных выходных переменных за продолжительный период времени.
Время и стоимость становятся важными факторами при определении масштаба и уровня анализа. Практическая проблема, которую необходимо решать при планировании эксперимента по анализу чувствительности, заключается в том, что количество требующихся прогонов модели будет быстро возрастать с увеличением количества входных параметров и количества независимых переменных. Следовательно, полный факторный эксперимент может оказаться недопустимым, учитывая количество затрачиваемых человеко-часов в пересчете на получаемый результат.
Во многих случаях неполные факторные эксперименты соответствуют цели получения информации о влиянии изменения входных параметров и логически вытекающих взаимодействий, считающихся важными. В этом случае взаимодействия третьего и выше
порядков можно не учитывать.
В отношении анализа чувствительности моделей с большим количеством параметров доступны эффективные методы для проведения анализа с легко управляемым количеством отдельных расчетов модели. Для высоко нелинейных моделей пожаров методом
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
11
выбора наиболее часто становится выборка латинского гиперкуба. Возможный диапазон для входного параметра делится на N интервалов равной вероятности. Для каждого входного параметра одно значение выбирается случайно внутри каждого из N интервалов. Из итоговых N вероятностей для каждого входного параметра случайно выбирается одно значение. Этот набор значений используется для первого расчета. Описанная процедура повторяется N раз для получения N наборов параметров для итогового N расчетов модели. Разработано программное обеспечение, которое может рассчитывать значения параметров для выборки латинского
гиперкуба.
К моделям пожаров применяется несколько методов анализа чувствительности. Метод, выбранный для применения, будет зависеть от имеющихся ресурсов и анализируемой модели. Ниже описаны два распространенных типа методов анализа:
Глобальные методы
Дают измерения чувствительности, которые усредняются по всему диапазону входных параметров. Глобальные методы требуют знания функций плотности вероятности входных параметров, которые в случае с моделями пожаров, как правило, неизвестны.
Локальные методы
Дают измерения чувствительности для конкретного набора входных параметров и должны быть повторены для диапазона
входных параметров, чтобы получить информацию о функционировании модели в целом. Методы конечных разностей могут применяться без модифицирования системы уравнений модели, но требуют тщательного отбора входных параметров для получения
качественных оценок. Прямые методы дополняют систему уравнений модели уравнениями чувствительности, выведенными из
системы уравнений, решаемых моделью. Затем уравнения чувствительности решаются в сочетании с системой уравнений модели
для получения значений чувствительности. Прямые методы должны быть включены в разработку модели пожара и далеко не всегда имеются для уже существующих моделей пожара. Существует несколько классов локальных методов, которые представляют
интерес. Они представлены ниже, и в них использованы условные обозначения из уравнения (1).
Методы конечных разностей дают оценочные показатели по функциям чувствительности посредством аппроксимации частных
производных выходного показателя zi с учетом входного показателя pi в качестве конечных разностей:
zj
pm
z j ( p1 , p2 ,..., pm
pm ,..., pk ) z j ( p1 , p2 ,..., pm ,..., pk )
pm
(2)
j = 1, 2, . . ., n, m = 1, 2, . . ., k
Этот метод прост и эффективен в применении. Тем не менее, как с любым методом конечных разностей, выбор ∆pm является
основным для получения качественных оценочных показателей. Для определения n k уравнений чувствительности первого порядка
требуется k + 1 прогонов модели. Они могут осуществляться совместно как одна большая система или параллельно.
Прямые методы выводят дифференциальные уравнения чувствительности из системы обыкновенных дифференциальных
уравнений модели:
d zj
dt pm
fj
pm
i
f j zi
j 1,2,...,n, m, 1,2,...,k
zi pm
(3)
Затем эти уравнения решаются в сочетании с системой дифференциальных уравнений модели для получения значений чувствительности. Для расчета n х k значений чувствительности первого порядка требуется 1 прогон модели. Они могут быть напрямую
включены в модель и решаться как единая сдвоенная система n + (n k) дифференциальных уравнений либо как несвязное решение
уравнений модели и уравнений чувствительности, повторно использующих решение модели и соответствующую схему интерполяции.
Метод анализа на поверхности отклика
К выбранной системе прогонов модели подбирается соответствующий вектор функций. Предполагается, что полученная в результате метамодель ведѐт себя таким же образом, что и сама модель. Посредством соответствующего выбора функций полученную метамодель анализировать проще, чем фактическую модель. Затем решаются уравнения для выполнения анализа чувствительности по метамодели. Определитель Якоби решения метамодели отображает уравнения чувствительности.
ОЦЕНКА МОДЕЛИ
Модель должна быть оценена для конкретного применения исходя из еѐ количественной способности прогнозировать результаты, такие как:
рост и распространение пожара (характеризующегося температурой, дымом, концентрацией газов и т.д.);
скорость распространения пламени, огнестойкость и т.д.;
пожароопасность (характеризующаяся имеющимся временем эвакуации, выживаемостью и т.д.);
отклик активной и пассивной противопожарной защиты; или
другое свойство.
Оценка модели касается многочисленных источников потенциальной ошибки в проектировании и применении прогнозирующих моделей пожара, включая: а) обеспечение правильных входных данных модели в соответствии со сценариями, которые предстоит смоделировать; б) правильный выбор модели в соответствии со сценариями, которые предстоит смоделировать; в) правильные расчеты, выполненные выбранной моделью; и г) правильную интерпретацию результатов расчета, выполненного моделью.
Оценка конкретного сценария с разными уровнями знаний об ожидаемых результатах расчета касается этих многочисленных источников потенциальной ошибки. Установлено, что в оценку конкретной модели может быть включен один либо несколько этих
уровней.
Слепой расчет
Пользователю модели предоставляется основное описание сценария, который предстоит смоделировать. Для данного примене-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
12
ния описание задачи неточное; пользователь модели отвечает за формирование соответствующих входных данных модели исходя
из описания задачи, включая при необходимости дополнительные детали геометрии, свойств материалов и описания пожара. Дополнительные детали, необходимые для моделирования сценария с помощью конкретной модели, остаются на усмотрение пользователя модели. Помимо демонстрации совместимости моделей в фактических условиях эксплуатации, этот метод протестирует
способность пользователей модели формировать соответствующие входные данные для моделей.
Заданный расчет
Пользователю модели предоставляется полное детальное описание входных данных модели, включая геометрию, свойства материалов и описание пожара. В качестве дополнения к слепому расчету данный тест даѐт более тщательное сравнение физических
процессов, лежащих в основе моделей, с более конкретизированным сценарием.
Открытый расчет
Пользователю модели предоставляется самая подробная информация о сценарии, включая геометрию, свойства материалов,
описание пожара и результаты экспериментальных тестов или эталонных тестов модели, которые использовались в оценке слепых
или заданных расчетов сценария. Дефицит имеющихся входных данных (используемых для слепого расчета) должен стать более
очевиден при сравнении открытого и слепого расчета.
Описание задачи и входные данные модели
Разным моделям могут потребоваться значительно отличающиеся друг от друга детали в описании задачи для каждого из трѐх
уровней, описанных выше. Например, некоторым моделям могут потребоваться точные детали геометрии, в то время как для других
достаточно помещения простого объѐма. Для некоторых моделей необходимо подробное описание пожара, где входными параметрами будут служить показатели скорости выделения тепла, скорости пиролиза и выделения веществ. Для других моделей это могут
быть выходные данные расчета. Для каждого из трѐх уровней оценки необходимо соответствующее описание задачи, достаточное
для еѐ моделирования.
Оценка модели может быть проведена с использованием одного или более инструментов, перечисленных ниже.
Сравнение со стандартными тестами
Рекомендации по проведению тестов представлены в описании соответствующего метода тестирования. Как правило, условия
тестирования четко определены и сфокусированы на одной или более заданных выходных переменных.
Прогнозы модели могут быть протестированы по тестовым выходным переменным. Этот подход может быть особенно полезен для оценки моделей, спроектированных для прогнозирования параметров, таких как: огнестойкость, скорость распространения пламени и т.д.
При наличии соответствующих данных прогнозы модели следует рассматривать в свете неопределенности в тестовых/экспериментальных данных по сравнению с неопределенностью в результатах модели, возникающих из-за неопределенности в еѐ входных данных.
Сравнение с полномасштабными тестами, проводимыми специально для выбранной оценки
Рекомендации по проведению полномасштабных тестов в помещениях приведены в Руководстве ASTM E 603. Расчеты должны
быть спроектированы таким образом, чтобы максимально корректно дублировать характерные признаки сценариев, для которых
проводится оценка. Данные должны быть достаточно подробными (например, исходные условия, временные шкалы и т.п.) для
установления соотношения между прогнозируемыми и измеренными параметрами.
Прогнозирующие способности могут быть оценены посредством сравнения прогнозируемых значений и измеренных значений
важных параметров, сравнения ключевых событий при пожаре и сравнения основных поведенческих черт, прогнозируемых моделью и измеряемых в ходе моделирования.
При наличии соответствующих данных прогнозы модели следует рассматривать в свете изменчивости результатов полномасштабных тестов и чувствительности модели.
Сравнение с ранее опубликованными данными полномасштабных испытаний
Следует быть внимательным и удостовериться, что тест точно смоделировал сценарий, для которого проводится оценка.
Например, входные данные для прогноза модели должны отражать реальные условия теста, и для обеспечения точности сравнений
может потребоваться некоторая нормализация данных.
Несмотря на то проведены или нет основные измерения, прогнозирующие способности часто могут быть оценены посредством
сравнения прогнозируемых значений и измеренных значений важных переменных, сравнения ключевых событий при пожаре и сравнения основных поведенческих черт, прогнозируемых моделью и измеренных в ходе моделирования.
При наличии соответствующих данных прогнозы модели следует рассматривать в свете изменчивости результатов полномасштабных тестов и чувствительности модели.
Сравнение с пожарными испытаниями, подтвержденным документацией
Статистические данные по пожарному опыту должны быть оценены на предмет их надежности.
Прогнозы модели можно сравнить:
с рассказами свидетелей о реальных пожарах;
с известными фактами о поведении материалов при пожарах (например, температуры плавления материалов);
с наблюдаемыми условиями после пожара, такими как известное поведение материалов при пожарах (например, температуры плавления материалов), степень распространения пожара, выживаемость и т.д.
Сравнение с проверенными эталонными моделями
Следует быть внимательным и удостовериться, что эталонная модель была оценена именно для тех сценариев, которые представляют интерес.
Прогнозирующие способности можно оценить посредством сравнения прогнозируемых значений важных параметров, сравнения ключевых событий при пожаре, прогнозируемых обеими моделями, и сравнения основных поведенческих черт, прогнозируемых
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
13
обеими моделями.
При наличии соответствующих данных прогнозы модели следует рассматривать в свете изменчивости чувствительности прогнозов обеих моделей.
Количественный анализ оценки модели
Необходимый и воспринимаемый уровень согласования для любого прогнозируемого параметра зависит от стандартного применения данного параметра в контексте оцениваемого конкретного применения, природы сравнения и контекста сравнения в связи
с другими проводимыми сравнениями.
Для точечных сравнений, таких как сравнения времени для критических событий или максимальных значений, результаты могут быть выражены в виде абсолютной разницы (значение модели – контрольное значение), относительной разности (значение модели – контрольное значение) / контрольное значение или, при необходимости, другого сравнения.
Для сравнения двух зависимых от времени кривых соответствующие количественные сравнения зависят от характеристик кривых:
Для стационарного или почти стационарного пожара сравнение может быть выражено в виде средней абсолютной разности или
средней относительной разности.
Для других сравнений (нестационарного пожара):
a) сравнение может быть выражено исходя из диапазона вычисленной абсолютной разности или относительной разности; и
b) сравнение может быть выражено посредством сравнения интегрированного по времени значения интересующего параметра.
c) Концепция нормы даѐт определение длины вектора. Расстояние между двумя векторами - это длина вектора, получающаяся
из разности двух векторов. Условное обозначение записывается как
, где
– обозначение для n-размерного вектора (x1,
x2, …, xn-1, xn). Все данные могут быть представлены вектором значений, , измеряемом в каждый момент времени. Прогнозы модели в одни и те же моменты времени могут быть представлены вектором . Расстояние между этими двумя векторами является нормой разности векторов или
ны:
. Евклидова норма является наиболее наглядной для расчета этой дли-

x
xi2
(4)
i
Скалярное произведение двух векторов
является произведением длины двух векторов и косинуса угла между ними, т.е.
 
 
x y cos( ( x, y)) (5)
 
x, y
или
 
x, y
 
x y
 
cos( ( x, y))
(6)
что является разностью в форме двух кривых. Выбор скалярного произведения в качестве стандартного скалярного произведения даѐт результаты, согласующиеся с типичной евклидовой интерпретацией:
 
x, y
xi yi
(7)
Скалярное произведение Хеллингера для функций x, так чтобы x (0)=0, определяется, основываясь на первой производной функции:
 
x, y
T
0
x (t ) y (t )dt
(8)
Для дискретных векторов это уравнение может быть аппроксимировано с помощью первых разностей следующим образом:
N
 
x, y
( xi xi 1 )( yi
yi 1 )
i 1
(9)
ti ti
1
Основываясь на первой производной или касательных к кривым, скалярное произведение Хеллингера и норма дают измерение
чувствительности сравнения формы двух векторов. Вариация скалярного произведения Хеллингера может быть определена, основываясь скорее на секущей, чем на касательной:
 
x, y
( x(t ) x(t pT )) ( y(t ) y(t pT ))
dt
pT
( pT )2
T
(10)
где 0<p 0,5 определяет длину секущей. Предел скалярного произведения секущей в виде p 0 является интегралом Хеллингера.
Для дискретных векторов это уравнение можно аппроксимировать аналогично геометрии Хеллингера:
N
 
x, y
( xi xi s )( yi
i s
yi s )
(11)
ti t i
1
Когда s=1, определение секущей эквивалентно дискретному скалярному произведению Хеллингера. В зависимости от значения
p или s скалярное произведение секущей и норма обеспечивают уровень осреднения данных и, следовательно, более качественные
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
14
измерения крупномасштабных разностей между векторами. Для экспериментальных данных с неотъемлемым небольшим шумом
или прогнозов модели с численной неустойчивостью, секущая обеспечивает фильтр для сравнения общей функциональной формы
кривых без присущего им шума. В заключении, гибрид евклидового и скалярного произведения секущей обеспечивает баланс
между порядком ранга евклидовой нормы и функциональной формы секущей. Исходя из аксиом, сумма двух скалярных произведений также является скалярным произведением. В данном руководстве мы рассмотрим простую взвешенную сумму евклидового
скалярного произведения и скалярного произведения секущей, или
n
 
x, y
1
n
N
xi yi
i 1
1
n s
( xi xi s )( yi
i s
(ii ti s )
yi s )
(12)
Поскольку как евклидова относительная разность, так и косинус имеют соответствующее ранжирование для всех моделей, косинус не даѐт большого дифференцирования между прогнозами модели. Значения Хеллингера и секущей обеспечивают больший
диапазон, поскольку они более точно сравнивают функциональные формы эксперимента и моделей. Гибридная форма объединяет
их лучшие характеристики. Значения гибридной нормы меньше 0,3 и гибридного коэффициента формы больше 0,9 удовлетворяют
критериям, что две кривые согласуются.
ОТЧЕТ ОБ ОЦЕНКЕ МОДЕЛИ
Отчет об оценке предназначен для предоставления пользователю достаточной информации для самостоятельного повторения
процедуры оценки. Как минимум, должна быть предоставлена следующая информация:
дата отчета об оценке;
лицо или организация, ответственная за проведение оценки;
конкретная справочная информация для отчета об оценке. Уместны ссылки на документацию по модели, отчеты об экспериментальных измерениях, отчеты об анализе чувствительности и дополнительные отчеты об оценке;
описание модели и сценариев, для которых проводится оценка;
описание теоретической основы модели;
описание математической и численной устойчивости модели;
подробности проведенного анализа чувствительности;
подробности проведенного анализа прогнозирующих способностей модели; и
известные ограничения по применению оценки для других пожарных сценариев.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
15
ASTM E 1472–07. СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО СОСТАВЛЕНИЮ ДОКУМЕНТАЦИИ
ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ
Данное руководство находится в ведении Комитета E 05 по пожарным стандартам Американского общества по испытаниям и
материалам (ASTM) и является прямой ответственностью Подкомитета E 05.33 по пожарно-техническому анализу. Настоящее издание утверждено и опубликовано в 2007 году.
Когда в 1985 году был образован Подкомитет Е 05.39 Американского общества по испытаниям и материалам по моделированию пожара, одним из поручений, сформулированных в ответ на результаты исследования членов Комитета E-5 Американского
общества по испытаниям и материалам, а позднее отраженных в сфере деятельности комитета, было разработать стандартный порядок составления документации для моделей пожаров.
На момент составления данного руководства, еще не существовало общепринятого стандарта по составлению документации
для компьютерного программного обеспечения для моделей пожаров. Модели пожаров, выпущенные за последнее десятилетие,
содержали как хорошо составленные, так и неубедительные версии документаций.
Данное руководство является одним из четырех руководств, составленных Подкомитетом E 05.39 по пожарному моделированию.
В данном руководстве представлена информация, которая должна содержаться в документации для компьютерного программного обеспечения, предназначенного для научно-технических расчетов в моделях пожаров и других областях противопожарной
защиты.
Требования руководства представлены в соответствии с тремя видами документации:
технический документ,
руководство пользователя,
руководство по установке, техническому обслуживанию и программированию.
Данный стандарт не содержит численных значений. В качестве нормы для документации и разработки моделей пожаров рекомендуется использовать единицы международной системы единиц.
Данный пожарный стандарт не может быть использован для получения количественных показателей.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
Данное руководство предоставляет рекомендации для разработчиков руководств пользователей и других документов для компьютерного программного обеспечения, предназначенных для научно-технических расчетов в моделях пожаров и других областях
противопожарной защиты. Данное руководство предоставляет информацию, которая может быть использована в соответствии с
тремя типами документов.
Задача данного руководства заключается в том, чтобы содействовать в понимании, использовании, передаче, преобразовании и
модификации компьютерного программного обеспечения. Если опции и требования, представленные в данном руководстве, рассматриваются после подготовки документации, программное обеспечение должно использоваться с большей готовностью по предполагаемому назначению.
Необходима четкая документация компьютерного программного обеспечения для моделей пожара, чтобы пользователи моделей могли оценить адекватность научно-технической основы моделей, выбрать подходящую компьютерную рабочую среду и эффективно использовать программное обеспечение в пределах установленных ограничений. Адекватная документация поможет
предотвратить непреднамеренное неверное использование моделей пожара.
ТИПЫ ДОКУМЕНТОВ
Существует множество уровней требуемой документации, от документации, необходимой пользователю только для запуска
программ, до документации, необходимой для внесения существенных изменений или дополнений к программам. В данном руководстве представлены три типа документов:
технический документ,
руководство пользователя,
руководство по установке, техническому обслуживанию и программированию.
Требования к данным руководствам можно объединить в одном документе. Документы должны быть составлены и организованы с учетом предполагаемого опыта и требований пользователя.
Технический документ
Данный тип документа предназначен для использования лицами, заинтересованными в подробном пояснении научной основы
модели. Примерами этого типа документа служат статьи в научно-технических журналах.
Руководство пользователя
Это полноценное руководство, предназначенное для будущих пользователей моделей пожаров. Благодаря руководству данного
типа, пользователь модели должен понимать применение и методологию модели, воспроизводить компьютерную рабочую среду и
результаты пробных задач, включенных в данное руководство, корректировать входные данные и запускать программу для заданного ряда параметров и предельных случаев. Руководство должно быть достаточно сжатым и служить в качестве справочного документа для подготовки входных данных и интерпретации результатов.
Руководство по установке, техническому обслуживанию и программированию
Данный тип руководства предназначен для лиц, ответственных за установку программы на компьютере, ее модификацию или
расширение, чтобы она отвечала локальным требованиям, преобразование ее в другую компьютерную среду или ее изменение в
соответствии с технологическим прогрессом. Этот тип руководства рекомендуется, в случае если доступен исходный текст программы.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
16
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ КО ВСЕМ ДОКУМЕНТАМ
Идентификация программы
указать наименование программы или модели, дескриптивное наименование и необходимую информацию, однозначно определяющую версию;
определить все акронимы или сокращенные наименования модели;
указать на любые правовые ограничения по использованию и копированию;
описать любые соотношения с другими моделями.
Изменения в программе
указать название, полную идентификацию и версию программы, подлежащей изменению;
определить эквивалентную версию программы с внесенными изменениями;
указать измененные разделы и изложить причины изменений.
Авторы и ответственность за обеспечение поддержки
предоставить инструкции по получению более подробной информации или предоставить данные о должности, звании, имени,
а также номер телефона и почтовый адрес лица, ответственного за обеспечение поддержки;
дать описание истории разработки модели, имена и адреса ответственных лиц и организаций;
обозначить текущее местонахождение модели.
Доступные материалы
Перечислить содержание и стоимость какого-либо пакета программ, и процедуру получения этого материала.
Комментарий к компьютерному программному обеспечению
Перечислить характеристики программы и минимальные аппаратные требования для ввода в эксплуатацию.
СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ДОКУМЕНТА
Задача или функция
определить задачу моделирования пожара или функцию, выполняемую программой, например, расчѐт развития пожара, распространения дыма, движения людей и т.д.;
описать общую проблемную среду моделирования пожара. Здесь могут быть приведены общие блок-схемы;
включить любую требуемую вспомогательную информацию, такую как анализ осуществимости или обосновывающие утверждения.
Техническое описание
Всесторонне изложить теоретические и математические основы, указав ссылки на открытые литературные источники, где это
уместно.
Теоретическое обоснование:
описать теоретическую основу явления и физические законы, на которых основана модель;
представить основные уравнения и используемую математическую модель;
определить основные допущения, на которых основывается модель пожаров и любые упрощающие допущения;
предоставить результаты независимой экспертизы теоретической основы модели. Рекомендуется привлечь одного или нескольких авторитетных специалистов, владеющих необходимыми знаниями в области химии и физики явлений пожаров, но не
имеющих отношения к разработке модели.
Математическое обоснование:
описать математические методы, методики и вычислительные алгоритмы, используемые для получения численных решений;
предоставить ссылки на алгоритмы и численные методы решения;
представить математические уравнения в виде принятых обозначений и продемонстрировать их реализацию в программе;
проанализировать точность результатов, полученных при помощи важных алгоритмов и все известные зависимости от определенных компьютерных средств;
для итеративных решений проанализировать применение и интерпретацию проверки сходимости и рекомендовать спектр значений критериев сходимости. Для вероятностных решений проанализировать точность результатов, имеющих статистические
несоответствия.
определить ограничения модели, основанные на алгоритмах и численных методах решения;
предоставить результаты всех исследований, выполненных в соответствии с математической и числовой устойчивостью модели. Среди прочих исследований, перечисленных в Руководстве ASTM E 1355 [2], для этих целей подходят аналитические тесты, проверки программ и численные тесты.
Описание программы
дать описание программы;
перечислить все вспомогательные программы или файлы внешних данных, необходимые для использования этой программы.
Библиотеки данных
Предоставить вспомогательную информацию об источнике, содержании и использовании библиотек данных.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
17
Оценка прогнозирующей способности
Предоставить результаты попыток оценить прогнозирующие способности модели для специального применения, используя методологии, изложенные в Руководстве ASTM E 1355 [2]. Привести сценарии, используемые при оценке и все известные ограничения по использованию оценки для других сценариев пожаров.
Чувствительность
Предоставить результаты анализа чувствительности модели в соответствии с Руководством ASTM E 1355 [2].
СОДЕРЖАНИЕ РУКОВОДСТВА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Технический документ
привести полностью или составить аннотацию технического документа.
Описание программы
включить всестороннее самодостаточное описание программы;
определить основные выполняемые операционные задачи и описать применяемые методы и процессы. Желательно схематическое отображение потока расчета.
печатное руководство пользователя может быть дополнено оперативной информацией (помощь, справка и т. п.).
Информация по установке и эксплуатации
дать инструкции по установке программы в целевой системе, при необходимости привести примеры типичного диалогового
окна с системными и экспериментальными данными;
указать компьютеры, на которых программа была выполнена успешно и все требуемое периферийное оборудование, включая
требования к памяти и магнитные ленты;
определить языки программирования и их используемые версии;
определить операционную систему программного обеспечения и используемые версии, включая библиотечные программы.
Характеристики программы
описать функции каждой основной опции, доступной для решения различных задач, обратить особое внимание на воздействие
сочетаний опций;
описать альтернативные пути, которые могут быть динамически выбраны программой из тестов по рассчитанным результатам;
описать соотношение между входными и выходными элементами для программ, которые переформатируют данные;
описать метод и техническую основу для решений в программах, выполняющих логические операции;
описать основу для выполняемых в программе операций.
Общие требования к входным данным
описать источник входной информации, например, справочники, журналы, отчеты об исследованиях, стандартные испытания,
опыты и т.д.;
описать специальные методы и требования ввода, например, формат, заполнение пустых полей, порядок элементов и вычерчивание полей;
описать обработку последовательных примеров, перечислить условия сохранения данных или возврата к исходным значениям
при переходе к следующему примеру;
предоставить значения по умолчанию или общие условные обозначения, регулирующие эти данные;
определить ограничения для входных данных, основываясь на стабильности, точности и практичности, а также исходя из последующих ограничений выходных данных;
после того, как значения характеристик определены в программе, перечислить характеристики и присвоенные значения;
определить процессы, которые должны использоваться или использовались для получения характеристики и других входных
данных;
предоставить данные о доминирующих переменных в моделях.
Специальные требования к каждой входной переменной
присвоить имя переменной;
дать описание или определение;
указать размерные единицы;
указать значение по умолчанию, при необходимости;
указать источник, если он не находится в открытом доступе.
Файлы внешних данных
дать краткое описание общего содержания и организации каждого файла внешних данных;
соотнести использование файлов данных с выполнением программы;
дать ссылки на доступные вспомогательные программы, которые создают, изменяют или редактируют эти файлы.
Требования к управлению системой
Описать процедуру установки и запуска компьютерной программы:
перечислить команды управления операционной системой, требуемые для выполнения программы;
привести полный перечень подсказок программы наряду с интервалами соответствующих реакций.
Описать, как входные данные взаимодействуют с файлами данных.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
18
Описать способ прерывания программы:
дать описание выполнения следующих функций для каждого этапа программы (ввод данных, выполнение и вывод данных):
(1) временная остановка программы, затем возобновление работы, и
(2) остановка и выход из программы.
дать описание статуса файлов и данных после прерывания.
Исходящие данные
дать описание выходных данных программы;
соотнести отредактированные выходные данные с входными опциями;
соотнести выходные данные с соответствующими уравнениями;
дать описание нормализации результатов и перечислить соответствующие размерные единицы;
определить любые специальные формы выходных данных, например, отображение графической информации и диаграмм.
Требования к персоналу и программе
установить типичные временные данные и время установки для выполнения обычного запуска;
определить типы навыков, необходимых для выполнения типичных запусков;
предоставить информацию, которая позволит пользователю оценить компьютерное время выполнения операций в соответствующих компьютерных системах для типового приложения.
Пробные задачи
предоставить пробные файлы данных с соответствующими выходными данными, чтобы позволить пользователю отслеживать
правильную работу программы;
описать физическую задачу и соответствующие файлы данных;
рассмотреть следующие факторы при выборе пробных задач:
(1) выбрать типовую тестовую задачу или четко определенный пример;
(2) задействовать большую часть доступных запрограммированных опций;
(3) использовать только разумно необходимое количество компьютерного времени.
включить следующую информацию при представлении отредактированных выходных данных:
(1) результаты ключевых элементов в краткой форме;
(2) точность результатов;
(3) параметры выходных данных, в особенности, значимость порядка величины выходных данных.
предоставить порядок величины времени выполнения компьютерных операций для пробных задач, включая время центрального процессора, время периферийного процессора, и общее затраченное время.
Ограничения
перечислить аппаратные и программные ограничения;
предоставить диапазоны и объемы данных;
описать поведение программы при нарушении ограничений, а также процесс восстановления;
если характеристики точности существенны, составить их подробное описание;
предоставить информацию и предупреждения о необходимой степени внимания при выборе входных данных и запуске модели;
предоставить как общие, так и специальные ограничения модели пожара для специальных приложений. В Руководстве ASTM
E 1895 [4] предоставлена методология для систематической оценки моделей пожара, которая может использоваться при оценке пожароопасности.
Сообщения об ошибках
перечислить инструкции по выполнению соответствующих действий при возникновении сообщений об ошибках;
описать форму отображения или пояснения к сообщениям об ошибках.
Ссылки
перечислить издания и другие справочные материалы, напрямую связанные с моделью пожара или программным обеспечением.
СОДЕРЖАНИЕ РУКОВОДСТВА ПО УСТАНОВКЕ, ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ
Ссылка может быть сделана на соответствующие пункты, описанные в руководстве пользователя. При необходимости следует
предоставить дополнительную информацию для пояснения деталей процесса программирования. Документация, разработанная
компьютером, может дополнять или использоваться вместо традиционной документации. Примерами являются распечатка исходной программы, содержащей тщательно составленные комментарии, словарь с перекрестными ссылками на названия подпрограмм
и точки входа, или блок-схемы логики программы.
Системные требования
Аппаратные требования:
перечислить конфигурацию компьютера, на котором было успешно произведено тестирование программы;
перечислить основные требования к оперативной памяти, объему и типу внешней памяти (диск и ленты), и периферийному
оборудованию (принтер и графопостроитель);
определить любое специальное аппаратное оборудование, например, синхронизатор и интерактивный канал связи.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
19
Требования к программному обеспечению:
определить операционную систему, языковые процессоры, соответствующие библиотеки подпрограмм и вспомогательные
программы, запускаемые программой, указать соответствующие версии и выпуски программ производителя;
описать любые известные отклонения от поддерживаемого программного обеспечения производителя, требуемые для программы, например, локальные математические и служебные программы, и другое программное обеспечение, в зависимости от
конкретной системы.
Структура программного обеспечения
Для собственных программ или готовых систем, данная документация может быть недоступна или не нужна пользователю.
Исходная программа:
определить исходный язык (языки);
добавить блок-схему, демонстрирующую полную структуру и логику программы, и, при необходимости, детальные блоксхемы. Названия подпрограмм должны быть включены в эти схемы.
точно определить любую известную область зависимости от вспомогательных средств для установки на локальный компьютер;
включить подробное описание с комментариями и графическое описание методов программирования, использованных при
написании программы, то есть, последовательность вызова, оверлейную структуру, план испытаний, общее применение и т.д.;
предоставить распечатку исходной программы или убедиться, что она находится в свободном доступе;
использовать комментарии внутри программы. Использование большого количества комментариев является ключом к пониманию программ. В качестве альтернативы может использоваться комментарий, закрепленный за исполняемыми операторами
программы.
Документация подразделов:
предоставить документацию для каждого основного функционального подраздела программы. Такая документация может содержать комментарии к программе или текст, поясняющий программу, или его эквивалент.
основной функциональный подраздел включает, в том числе, функции, подпрограммы, циклы и индивидуальные подразделы,
зависящие от точек принятия решения.
Описание программ и подпрограмм:
определить роль и функцию основной программы и каждой подпрограммы, списки параметров и их применение;
для отдельной подпрограммы, перечислить операции, которые ее вызывают, и, в свою очередь, подпрограммы, которые может
вызвать она;
соотнести переменные и постоянные задач с символикой программ;
описать присвоение имен в совместно используемом запоминающем устройстве, например, блок COMMON в FORTRAN;
описать функции, выполняемые аппаратно-зависимыми подпрограммами, которые уникальны для данной программы;
составить подробную документацию любого подпрограммного или программного модуля, который потенциально может использоваться в программах в будущем. При составлении отдельной документации как отдельного объекта, модуль может быть
снабжен ссылкой или включен в основную программную документацию.
Характеристики программирования:
описать процессы распределения памяти и управления данными. Определить характер зависимости требуемой памяти от задач. Рассмотреть выбор программы, который влияет на хранение и буферизацию данных, например, различные величины.
составить документацию к схеме наложения и сегментации;
описать перезапуск, восстановление и возможности последовательных операций.
Список переменных:
перечислить переменные и параметры программ и подпрограмм. В списке, как и во входных данных и результатах, должны
отображаться их применение и назначение в программе. Определить их как локальные или как глобальные переменные, в зависимости от того, применяются ли они в модуле или характерны для двух или более модулей системы.
дать определения всем значимым обозначениям и массивам, применяемым в подпрограмме. Предоставить ссылки на математические или технические обозначения и термины, используемые в техническом документе. При необходимости, предоставить
единицы измерения. Описать номинальные и исходные величины параметров (например, нулевую точку вычисления, величины
шага и множители сходимости) наряду с их диапазонами. Рассмотреть, как они влияют на процесс вычисления.
Файлы данных
задать имена, применение (входные данные, выходные данные или временная память), структуру, режим, и элементы данных
временных и внешних файлов данных;
рассмотреть программные процессы, связанные с применением и техническим обслуживанием библиотек и файлов данных,
перечислить требования для сохранения и распределения файлов данных;
перечислить задействованные логические устройства. Описать применение каждого отдельного устройства и любые связанные
с ним схемы объединения данных в блоки. Определить содержание и формат резидента данных на каждом устройстве. Рассмотреть соответствующее применение физических устройств и требования к ним.
Внешние характеристики
Для программы, разрабатываемой как часть набора программ или как модуль в более крупной системе, предоставить любые
ограничения и требования к данным, связанные с внедрением программы в более крупную систему.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
20
Компилирование, интерпретация, сборка и загрузка
Предоставить инструкции по компилированию, интерпретации, сборке и загрузке программы. Если предпочтение отдается той
или иной последовательности загрузки, требуется указать и объяснить причину.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
21
ASTM E 1895–04. СТАНДАРТНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРИМЕНЕНИЯ И
ОГРАНИЧЕНИЙ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПОЖАРОВ
Данное руководство находится в ведении Комитета E 05 по пожарным стандартам Американского общества по испытаниям и
материалам (ASTM) и является прямой ответственностью Подкомитета E 05.33 по пожарно-техническому анализу. Настоящее издание утверждено и опубликовано в 2004 году.
В данном руководстве представлена методология для систематической оценки моделей пожара, которую можно использовать в
расчетах пожароопасности. Данное руководство является средством определения как общих, так и специальных ограничений моделей пожара для конкретного применения. Руководство предназначено для содействия разработчикам и пользователям модели, а
также надзорным органам в ответственном использовании моделей пожара.
Данный пожарный стандарт не может быть использован для получения количественных показателей.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
Данное руководство дает рекомендации пользователям моделей пожара и надзорным органам по определению ограничений для
моделей пожара в оценке пожарного риска и пожароопасности. Также в руководстве представлены рекомендации для разработчиков моделей пожара по определению надлежащего применения и ограничений их модели. Данное руководство предназначено для
содействия оценке надлежащего использования моделей пожара в оценке пожара. Эти типы оценок используются в разработке
продукции, а также в проектировании и строительстве.
Данное руководство не предназначено для рассмотрения всех или ограничения каких-либо методов оценки надлежащего использования модели пожара. В нем рассматривается использование моделей пожара для оценки пожароопасности. К другим сферам применения моделей пожара относятся послепожарный анализ, исследование, обучение и судебные процессы.
Основной акцент в данном руководстве сделан на зонные модели и модели вычислительной гидродинамики для пожаров в помещениях. Однако другие типы математических моделей требуют аналогичных оценок их прогнозирующих способностей.
РУКОВОДСТВО ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ МОДЕЛИ
Первым шагом пользователя модели должно быть определение области применения намеченной оценки пожарного риска или
пожароопасности или обеих оценок, далее определение того, является ли моделирование пожара соответствующим средством
предоставления информации в процессе принятия решения.
Далее пользователь решает, какие модели доступны к использованию. Некоторые их них являются запатентованными, или в
противном случае они недоступны. В зависимости от объема и сложности оценки, возможности компьютерного оборудования
пользователя также ограничат круг используемых моделей пожара.
Рассматриваемые модели следует обеспечить доступной документацией, и определить должным ли образом в ней исследованы
вопросы, описанные в Руководстве ASTM Е 1472 [3].
Далее пользователь должен определить, какая или какие модели соответствуют требованиям оценки. Например, модель для одного помещения может или не может использоваться для оценки нескольких помещений. В последнем разделе приведен список
вопросов, с помощью которых можно определить необходимость использования модели в каждом конкретном случае.
Если модель (модели) не соответствует требованиям пользователя, он должен рассмотреть возможность соответствующей модификации модели. Настоятельно рекомендуется модифицировать код модели пожара совместно с ее разработчиком. Модификация должна быть соответствующим образом документирована. Необходимо осуществить валидацию нового кода для интересующего применения. Методология валидации представлена в Руководстве ASTM Е 1355 [2].
Использование других средств пожарного дела, таких как мелкомасштабные и крупномасштабные пожарные испытания,
например, вероятностной модели, описанной в Руководстве SFPE по проектированию противопожарной защиты, может быть более
подходящим, чем применение существующей модели, или необходимым при отсутствии приемлемой компьютерной модели пожара.
Если модель (модели) соответствует требованиям пользователя, необходимо исследовать, понять и документировать нижеуказанные требования как часть процесса оценки:
проверить известные или опубликованные ограничения модели пожара, такие как геометрия помещения, вентиляция или
мощность пожара, а также исследовать влияние этих ограничений на оценку пользователя;
определить основные допущения моделей, такие как двухуровневое допущение в зонных моделях пожара. Необходимо исследовать влияние этих допущений на оценку пользователя.
определить характеристические переменные в модели;
определить необходимые входные данные для модели, а также наличие релевантных данных и стандартных методов испытаний,
которые можно задействовать для разработки необходимых входных данных. Следует также определить связанную с входными
данными неопределенность.
определить точность численных данных и оценить возможные сопутствующие проблемы, такие как отказ модели осуществлять схождение в пределах ограничений оценки;
определить объем валидации каждой модели для установки ее надлежащего применения в пределах области оценки. Валидация включает сравнение с другими проверенными моделями, сравнение с результатами пожарных испытаний и согласование с
реальным пожарным опытом. Метод валидации представлен в Руководстве ASTM Е 1355 [2].
Если данные валидации недоступны, необходимо провести анализ чувствительности для определения воздействия изменений в
значимых входных переменных на оценку пожароопасности и обеспечения технических ограничений для выходных результатов.
Следует соответствующим образом документировать использование моделей пожара в оценке пожарного риска и пожароопасности. Документация должна включать как минимум все входные данные, все допущения, модификации и вспомогательную информацию, подтверждающую конкретное применение модели.
РУКОВОДСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКА МОДЕЛИ
Разработчик модели должен учитывать надлежащее использование и возможное неверное применение модели во время валидации
и документации своих моделей в течение процесса разработки. Эта информация должна быть отражена в документах для предостав-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
22
ления руководства по определению надлежащего использования и предотвращению неверного применения модели.
Разработчик должен предоставить доступную для всеобщего обозрения документацию, описывающую известные численные и
физические ограничения, а также присущие модели допущения. Метод предоставления данной документации заключатся в издании
полного технического документа или руководства пользователя. Документация и ее формат должны соответствовать требованиям
Руководства ASTM Е 1472 [3].
Разработчик должен предоставить доступную для всеобщего обозрения документацию по прогнозирующей способности модели.
Процесс оценки моделей пожара описан в Руководстве ASTM Е 1355 [2].
Примером является перечисление в техническом документе допущений и ограничений и его приложение к программному
обеспечению, представленное в документе «Краткое изложение допущений и ограничений в первой степени опасности», предоставляемое с пакетом компьютерного программного обеспечения первой степени опасности. Другим примером документирования и
управления ограничениями модели пожара является их включение в машинный код. Необходимые результаты можно получить в
виде текста через интерфейс программы, в форме интерактивных предупреждений или блокирования несоответствующих входных
данных.
Разработчик модели должен описать методы испытаний, которые могут быть использованы для валидации модели и то, как
должны быть разработаны данные для их применения в модели пожара. Описание модели должно быть представлено в прошедшей
экспертную оценку общедоступной литературе.
РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАДЗОРНЫХ ОРГАНОВ
В большинстве случаев ответственность за регулятивную экспертизу и принятие технической оценки, включающей использование моделей пожара, несет физическое или юридическое лицо. В целях содействия экспертизе у пользователя модели можно
запросить предоставление специфической информации. Эксперт должен запросить экземпляр документации по модели и проверить ее на соответствие требованиям Руководства ASTM Е 1472 [3]. Эксперт должен запросить информацию по прогнозирующей
способности модели и проверить ее на соответствие требованиям Руководства ASTM Е 1355 [2]. Эксперт должен запросить полную документацию по анализу, включая описание модели (моделей), перечень входных и выходных данных, список всех сделанных пользователем допущений и описание известных ограничений модели (моделей). Эксперт должен запросить предоставление
документа с информацией об опыте работы пользователя модели и его образовании, а также диплом, подтверждающий, что пользователь обладает необходимыми знаниями и несет ответственность за использование модели пожара. Опыт работы должен включать работу с моделями пожара в общем, и конкретной моделью для интересующего применения. Эксперт должен запросить экземпляры используемого в анализе исходного кода. Это может быть машинный код, написанный разработчиком модели, или модификации кода пользователем модели. Эксперт должен запросить анализ чувствительности для изучения влияния изменения во
входных переменных на расчетную пожароопасность. Эксперт должен запросить дополнительные расчеты для оценки чувствительности допущений и подмоделей.
ВОПРОСЫ ПО МОДЕЛЯМ ПОЖАРА
В данном разделе представлен список вопросов, которые могут возникнуть при определении соответствия модели пожара конкретному применению.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Сколько помещений может обрабатывать модель?
Может ли модель обрабатывать более одного горящего предмета?
Может ли модель обрабатывать пожары до вспышки и после вспышки?
Каковы выходные данные модели и включают ли они то, что мне необходимо?
Какие входные данные необходимы и доступны ли они?
Может ли модель обрабатывать пожар и дым более чем на одном этаже?
Есть ли в модели ограничения по высоте, площади или размеру проема?
Есть ли вероятность того, что от топлива произойдет воспламенение с необычным излучением? Если да, то позволяет ли модель регулировать лучистую долю пламени?
Есть ли вероятность того, что пожар будет продолжаться долго, чтобы потолок и стены играли роль? Если да, то учитывает ли
модель тепловые свойства материалов стен или горящих стен?
Есть ли вероятность воздействия на пожар приточного воздуха из отверстия? Если да, то может ли модель обеспечить этот эффект?
Является ли допущение зонной модели, если все условия в верхнем горячем слое одинаковы в любой момент времени, адекватным для адресации проблемы?
Сколько видов газа может контролировать модель по зданию?
Будет ли пожар долго продолжаться, если фактором должна быть конструктивная целостность стен или потолка? Если да, то
будет ли модель это учитывать?
Может ли модель учитывать изменение уровня кислорода вблизи огня?
Предупредит ли модель пользователя о нереалистичных входных или выходных данных?
Может ли пользователь выбрать временные шаги, которые с достаточной точностью отследят эффекты?
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1]
ASTM E 176. «Терминология пожарных стандартов»
ASTM E 176. Terminology of fire standards
[2]
ASTM E 1355:2005. «Руководство по оценке прогнозирующей способности моделей пожаров»
ASTM E 1355:2005. Guide for evaluating the predictive capability of deterministic fire models
[3]
ASTM E 1472:2007. «Руководство по составлению документации для компьютерного программного обеспечения для
моделей пожаров»
ASTM E 1472:2007. Guide for documenting computer software for fire models
[4]
ASTM E 1895:2004. «Руководство по определению применения и ограничений детерминированных моделей пожаров»
ASTM E 1895:2004. Guide for determining uses and limitations of deterministic fire models
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
24
Грачев В. Ю.
Экспертиза и экспертная оценка
компьютерных расчѐтов
Переводчики:
Борноволокова Е. А.
Патрушева Н. А.
Слепушкин В. А.
В книге приведен обзор зарубежных и отечественных подходов к выполнению экспертной оценки достоверности расчѐтов зданий и сооружений, выполненных с помощью компьютерного моделирования. Рассмотрены вопросы валидации методик и компьютерных программ, верификации расчѐтов, необходимой квалификации исполнителей расчѐтов. Обсуждаются методы экспертизы расчѐтов, принятые в некоторых зарубежных нормах и рекомендациях.
Книга может быть полезна проектировщикам, специалистам экспертных и аудиторских организаций, студентам
и аспирантам.
© ООО «СИТИС», 2010 г.
© Грачев В.Ю., 2010 г.
ООО «СИТИС»
620028 Екатеринбург, ул. Долорес Ибаррури, 2
Тел: 310-00-99 e-mail: [email protected]
www.sitis.ru
Текст этого документа в формате PDF распространяется через
Интернет-магазин shop.sitis.ru
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
25
СОДЕРЖАНИЕ
МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ КОМПЬЮТЕРНЫХ РАСЧЁТОВ ................................................................................. 27
ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ............................................................................................................................................................................ 29
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ВЫДЕРЖКИ ИЗ ICC PC........................................................................................................................................... 34
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NFPA 551 ...................................................................................................................................... 46
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NEW YORK CITY BUILDING CODE ........................................................................................ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РУКОВОДСТВА SFPE ПО ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЕ ............................................. 74
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РУКОВОДСТВА SFPE ДЛЯ НАДЗОРНЫХ ОРГАНОВ ПО ПРОВЕРКЕ ПРОЕКТОВ ........ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РЕКОМЕНДАЦИЙ SAFESA ПО ОЦЕНКЕ КОНСТРУКЦИЙ ................................................ 90
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NAFEMS QSS 001 ........................................................................................................................ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СИТИС 101-10..................................................................................................... 101
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СИТИС 102-10..................................................................................................... 108
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
26
МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ КОМПЬЮТЕРНЫХ
РАСЧЁТОВ
В настоящее время, в связи с развитием в нашей стране «гибкого» нормирования в проектировании зданий и сооружений и в
связи с принятием федеральных законов «Технический регламент об общих требованиях пожарной безопасности» и «Технический
регламент о требованиях безопасности зданий и сооружений», а также разработанных в их развитие нормативных документов,
таких как методики по расчѐту пожарного риска для общественных и производственных зданий, в практику проектирования широко внедряется обоснование проектных решений сложными расчѐтами с применением современных программных комплексов.
Проекты, разработанные с применением таких расчѐтов, и соответственно и сами расчѐты, при представлении на государственную экспертизу зачастую сталкиваются с неприятием экспертов к этой сложной и неоднозначной системе обоснования правильности проектных решений как по существу, так и по форме оформления. Во многом это связано с отсутствием в отечественной практике унифицированных подходов к методологии компьютерного моделирования, изложенных в нормативных документах, или, по
крайней мере, в руководствах или рекомендациях компетентных организаций или инженерных обществ.
С другой стороны после вступления в силу Технического регламента о требованиях пожарной безопасности сроки проведения
государственной экспертизы и расценки на экспертизу не изменились. Заключение на нежилое здание по-прежнему должно быть
выдано в течение трѐх месяцев со дня заключения договора на проведение экспертизы вне зависимости от того, запроектировано
оно по нормам, хорошо знакомым экспертам, или на основании десятков компьютерных моделей, требующих скрупулезной проверки. Понятно, что во втором случае нагрузка на экспертов значительно выше, и проверка компьютерных расчѐтов требует кроме
знаний инженерных основ и соответствующих норм ещѐ и специфики численного моделирования, а иногда и конкретных программ.
В связи с этим может быть интересен опыт в этой области специалистов зарубежных стран, которые столкнулись с подобной
проблематикой на полтора десятка лет раньше нас. Например, этот опыт изложен в стандартах и руководствах инженерных обществ, таких как NAFEMS, NFPA, SFPE, а также в виде императивных нормативных требований включѐн в положения американских строительных норм ICC Performance-based code и новых (2008 года) строительных норм города Нью-Йорка. Безусловно, подобные требования есть и в других строительных нормах и стандартах, не попавших в поле анализа и обобщения в этой книге.
Вкратце обобщение можно сделать следующим образом:
1.
Эксперты надзорных органов (строительная экспертиза, стройнадзор и т.п.) имеют право привлечь по своему усмотрению
для проверки расчѐтов или проектных решений, выполненных на основании сложных расчѐтов, компетентную стороннюю
независимую экспертную организацию или эксперта, и поручить им выполнение проверки правильности представленных
расчѐтов. Такой привлеченный независимый эксперт называется «peer reviewer» – «сторонний проверщик». Услуги привлеченных сторонних экспертов оплачиваются дополнительно к стоимости основной экспертизы за счѐт средств заказчика.
Эксперты вправе привлечь сторонних специалистов в случае, если проект сделан не на основании «предписывающих»
норм (prescriptive codes), а обосновывается расчѐтами (performance-based design). В ряде случаев эксперты не только имеют
право так делать, но и обязаны поступать таким образом.
Примером такого подхода являются положения раздела 1627 строительных норм города Нью-Йорка, пункты 103.3.1.3,
103.3.6.3. 104.3.4, D101.5 строительных норм ICC Performance-based code, приложение H Технического руководства SFPE
по противопожарной защите, глава 6 Технического руководства SFPE по оценке функционально-ориентированных проектов.
2.
При проверке эксперт не должен проверять непосредственно расчѐты. Эксперт должен ознакомиться с исходными данными расчѐта, ознакомиться с результатами расчѐта и самостоятельно выполнить оценку достаточности исходных данных и
достоверности полученных результатов. Методом оценки достоверности может быть как свой собственный расчѐт, так и
другие приемлемые способы оценки.
Пример – раздел 1627.6 строительных норм города Нью-Йорка.
3.
Эксперт должен убедиться, что расчѐт выполнен компетентным квалифицированным специалистом. Для этого в документацию по расчѐту должна включаться достаточно полная информация о специалистах, принимавших участие в расчете, и
данные об их образовании, опыте и квалификации в предметной области, в области компьютерного моделирования и применения конкретных программных комплексов.
Пример – NAFEMS QSS 001 приложение B, пункты D104.4, D104.5 ICC Performance-based code, NFPA 551 пункт 7.2.2.1.
4.
В составе расчѐта должно выполняться доказательство достоверности выполненного расчѐта – его верификация. Информация о верификации должна приводиться в документации расчѐта и предоставляться на проверку. Как правило, верификация выполняется более простыми методами, чем само компьютерное моделирование. Например, верификация может быть
выполнена с помощью сравнения результатов с оценочными «ручными» расчѐтами. Безусловно, эксперту проще выполнить проверку доказательства правильности результата расчѐта какими-либо простыми средствами, не требующими мощных компьютеров и дорогостоящих программ, чем проверять непосредственно компьютерные модели и вычисления.
Пример – NFPA 551 пункт 6.2.4.4.
5.
Расчѐты должны выполняться с использованием валидированных (апробированных) методов. При этом следует отметить,
что ни в одном зарубежном нормативном документе или инженерном руководстве не оговаривается, что используемый метод расчѐта или компьютерная программа должны быть сертифицированы каким-либо органом по сертификации. Вместо
этого указывается, что используемые программы и математические методы должны пройти валидацию, изложенную в доступном (как правило, прилагаемом к программе) техническом руководстве. По валидацией в данном случае понимается
документированное определение области применения и точности расчѐтного метода по сравнению с реальными процессами.
Как правило, валидационное руководство к программе представляет собой брошюру на 100 и более страниц, в
которой приведена информация по сравнению экспериментальных данных с результатами соответствующих расчѐтов, на
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
27
основании которой квалифицированные инженеры могут принять самостоятельное решение о возможности применения
описанного метода для решения некоторой практической задачи, за которое они несут ответственность. Безусловно, это
относится в равной степени как к проектировщикам и разработчикам решений, так и к экспертам проектов и решений.
Пример – пункты E102.1.2 ICC Performance-based code, NFPA 551 пункт 7.2.3.4.
6.
Исходные данные и обосновывающие допущения, не известные из общедоступных источников, в том числе результаты
научных исследований и экспериментов, статьи в научных журналах, должны прикладываться к расчѐту в виде копий. В
Америке к известным и общедоступным источникам относятся фундаментальные руководства инженерных обществ «SFPE
Handbook for Fire Protection Engineering» и «NFPA Handbook for Fire Protection», каждая объѐмом по две-три тысячи страниц. В других странах примерами таких источников могут быть международные и национальные руководства ISO/TR
13387 ―Fire safety engineering‖, BS PD 7974 ―Application of fire safety engineering principles to the design of buildings‖, IFEG
2005 ―International Fire Engineering Guidance‖ каждое из которых в общей сложности состоит из полутора тысяч страниц. К
сожалению, в нашей стране подобные источники отсутствуют, также отсутствует информация, что подобные руководства
готовятся какими-либо ведущими государственными институтами или сообществами инженеров.
Пример – NFPA 551 пункты 4.4.5, 7.2.2.8.
По всей видимости, после осмысления первого опыта проектирования и экспертизы в условиях интенсивного внедрения гибкого нормирования в связи с вступлением в силу Технического регламента о требованиях пожарной безопасности, а в скором будущем Технического регламента о безопасности зданий и сооружений, в нашей стране также уточнятся подходы к быстрой, надежной, понятной и проверяемой процедуре оценки достоверности расчѐтов с применением сложного компьютерного моделирования.
Одним из известных подходов к решению такой задачи является добавление к паре разработчик-эксперт третьего специалиста,
участвующего в проверке расчѐта и разделяющего ответственность за правильность конечного результата. При этом третий специалист-проверщик выбирается под требования проверяемой задачи исходя из его опыта и квалификации, а также наличия необходимого компьютерного оборудования и программного обеспечения.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
28
ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ
В этой брошюре «Экспертиза и экспертная оценка компьютерных расчѐтов» использована и обобщена информация, изложенная в следующих зарубежных источниках:
—
—
—
—
—
—
—
Модельные строительные нормы «Функциональные нормы для зданий и сооружений Совета по международным нормам»
2003 года издания;
Стандарт NFPA 551 Национальной ассоциации по противопожарной защите NFPA 551 «Руководство по анализу оценки
пожарного риска» 2010 года издания;
«Строительные нормы города Нью-Йорка» 2008 года издания;
«Техническое руководство SFPE по функционально-ориентированной противопожарной защите», разработанное в США
Обществом инженеров противопожарной защиты (SFPE) в 2007 году;
«Руководство SFPE для надзорных органов по проведению проверки функционально-ориентированных проектов» 2004
года издания;
«Рекомендации SAFESA по оценке конструкций с помощью анализа методом конечных элементов», разработанные международной организацией по компьютерному моделированию (NAFEMS) в 1995 году;
Документ NAFEMS QSS 001 «Техническое моделирование – Системы менеджмента качества – Требования» 2007 года издания, являющийся дополнением к стандарту ISO 9001 «Системы менеджмента качества. Общие требования».
Также в брошюре приведены стандарты организации ООО «СИТИС», ведущей разработку программного обеспечения в области пожарной безопасности, посвященные вопросам оформления компьютерных расчѐтов и документации программного обеспечения:
—
—
СТО СИТИС 101-10 «Состав и оформление документации программного обеспечения в области пожарной безопасности»;
СТО СИТИС 102-10 «Оформление расчѐтов пожарных рисков и численного моделирования явлений при пожарах».
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
29
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Архитектор, инженер-строитель (architect/engineer) – индивидуальный архитектор или инженер-строитель, имеющий регистрацию или лицензию на ведение соответствующей деятельности в соответствии с требованиями закона о регистрации специалистов в штате, где будет реализован данный проект. [ICC PС]
Безопасная зона (safe place) – зона внутри или снаружи здания, обеспечивающая защиту при помощи специальной конструкции или наличия соответствующего разделительного расстояния. [ICC PС]
Благоустроенность (amenity) – часть или система здания, предоставляющая функции, необходимые для эксплуатации здания
пользователями, или система, поддерживающая комфортные условия для людей, но не являющаяся необходимой для обеспечения
минимальной защиты пользователей. Например, автоматическая спринклерная система не относится к благоустроенности здания.
[ICC PС]
Валидация (validation) – процесс определения правильности допущений и основных уравнений метода. [NFPA 551]
Ввод в эксплуатацию (commissioning) – процесс проверки системы на соответствие расчѐтным и техническим нормам и стандартам при помощи проведения проверок, испытаний и контроля эксплуатационного функционирования. [ICC PС]
Верификация (verification) – процесс определения правильности расчетов или решений основных уравнений метода. [NFPA
551]
Вероятностная модель (probabilistic model) – модель, чьи выходные данные являются вероятностями или распределениями вероятностей. [NFPA 551]
Вероятность (probability) – возможность события, выраженная числом от 0 до 1. [NFPA 551]
Включенный в перечень (listed) – оборудование, материалы или услуги, включенные в перечень, опубликованный организацией, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции или услуг, которая проводит периодическое инспектирование производства оборудования или материалов, включенных в перечень, или периодическую оценку услуг, чей перечень указывает на то, что оборудование, материал или услуга соответствуют требуемым специализированным стандартам, либо,
что они были испытаны и подтвердили свое соответствие конкретной цели. [NFPA 551]
Возможность (likelihood) – частота, вероятность или их сочетание. [NFPA 551]
Генеральный проектировщик (principal design professional) – архитектор или инженер-строитель, который несѐт ответственность перед заказчиком, работает на основе договорных обязательств, а также руководит всеми проектировщиками и участвует в
согласовании и подготовке полного комплекта проектной документации. [ICC PC]
Группа сценариев (scenario cluster) – группа сценариев, имеющих несколько (но не все) общих определяющих характеристик.
[NFPA 551]
Детерминированная модель (deterministic model) – модель, чьи выходные данные не являются вероятностями или распределениями вероятностей, т.е. в них не измеряется неопределенность. [NFPA 551]
Должен, следует, необходимо (should) – указывают на рекомендательный характер, а не на требование. [NFPA 551]
Допустимые методы (acceptable methods) – методы проектирования, расчѐта и проведения испытаний, разрешѐнные к использованию при разработке решений на проектирование для соблюдения требований настоящих норм. [ICC PС]
Заинтересованное лицо (stakeholder) – человек, группа людей или организация, которые могут повлиять на риск, на которых
может повлиять риск, или которые считают, что на них может повлиять риск. [NFPA 551]
Компетентный орган (authority having jurisdiction, AHJ) – организация, офис или специалист, ответственные за приведение в
исполнение требований норм или стандартов либо за утверждение оборудования, материалов, установки или процедуры. [NFPA
551]
Краткое описание (бриф) противопожарного проектирования (fire protection engineering design brief) – описание планируемого подхода к проекту, в которое входит рассмотрение вопросов проведения оценки пожарного риска. [NFPA 551]
Критерии допустимости (acceptance criteria) – это единицы измерения и пороговые значения, в соответствии с которыми проводится анализ оценки пожарного риска. [NFPA 551]
Маркированный (labeled) – оборудование или материалы, имеющие наклейку, символ или иной идентификационный знак организации, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции, которая проводит периодическое инспектирование производства маркированного оборудования или материалов, и с помощью маркировки которой производитель подтверждает соответствие требуемым стандартам или функционирование в соответствии с техническими условиями. [NFPA 551]
Метод (method) – процедура или способ, помогающие в решении модели. [NFPA 551]
Модель (model) – имитация события. [NFPA 551]
Нормативный документ (authoritative document) – документ, в котором изложены опыт и знания, широко используемые практикующими архитекторами и инженерами-строителями. В нѐм отражены современное состояние строительной области, включая
общепринятую инженерно-строительную практику, методы проведения испытаний, показатели, нагрузки, запасы прочности, коэффициенты надѐжности и другие технические параметры. В документе представлены стандарты по обеспечению безопасности в
конкретных областях. Содержание утверждается на открытом процессе согласования или рассматривается экспертами в авторитетных сообществах специалистов, организациях по нормам и стандартам или государственных органах. [ICC PС]
Нормы (code) – термин, в данном документе обозначающий функциональные нормы для зданий и сооружений Совета по международным нормам. [ICC PС]
Обеспечение качества (quality assurance) – проверка, осуществляемая представителями строительного надзора, а также специальная проверка и проведение испытаний квалифицированными специалистами и надзор со стороны архитекторов или инженеровстроителей за строительством здания или сооружения в целях контроля соблюдения требований проектно-сметной документации, а
также действующих функциональных и предписывающих норм. [ICC PС]
Ограничивающие условия (bounding conditions) – условия, при несоблюдении которых функционально-ориентированный
проект считается недействительным. К данным условиям относятся предельно допустимые условия, такие как тип, классификация
или нагрузка горючих веществ, которые необходимо соблюдать в течение всего срока службы здания для подтверждения того, что
расчѐтные параметры не превышены. [ICC PС]
Основные несущие конструкции (primary structure) – каркасная конструкция и несущие части перекрытий, кровли, стен и
фундаментов. Наружная обшивка стен здания, каркас обшивки, лестницы, опоры под оборудование, опоры потолков, ненесущие
перегородки и ограждения, а также иные второстепенные элементы конструкции исключаются из данного определения основных
конструкций. [NYC BC]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
30
Основные сооружения (essential facilities) – здания и другие сооружения, которые должны функционировать даже во время
чрезвычайного воздействия окружающей среды, то есть выдерживать нагрузки при наводнении, землетрясении, а также ветровые и
снеговые нагрузки. [ICC PС]
Оценка пожарного риска (fire risk assessment, FRA) – процедура определения риска, связанного с пожаром, при которой исследуется интересуемый сценарий или сценарии пожара, вероятность их возникновения и потенциальные последствия. Для описания процедуры «оценки пожарного риска», используемой в данном руководстве, в других документах могут использоваться иные
термины, такие как «анализ пожарного риска», «пожароопасность», «анализ опасных факторов» и «анализ оценки пожароопасности». [NFPA 551]
Оценка проекта (contract review) – рассмотрение проекта, выполняемое субпроектировщиком, нанятым для этого представителем строительного надзора. [ICC PС]
Полуколичественные методы (semiquantitative methods) – методы, основанные на способности или необходимости количественного выражения возможности или последствий пожара (-ов). [NFPA 551]
Последствие (consequence) – результат события, который может быть выражен в качественных или количественных показателях. [NFPA 551]
Предписывающие нормы (prescriptive codes) – серия строительных норм Совета по международным нормам, в
которой представлены конкретные требования к проектированию, строительству и обслуживанию зданий, энергосбережению, пожарной безопасности, системам отопления и вентиляции, водоснабжения и т.д. [ICC PC]
Проектировщик (design professional) – частное лицо, имеющее регистрацию или лицензию на ведение соответствующей деятельности в соответствии с требованиями закона о регистрации специалистов в штате, где будет реализован данный проект. [ICC
PC]
Проектная документация (design documents) – эскизные чертежи, расчѐты, геотехнические и другие акты, спецификации и
другая документация, представляемая на согласование в государственные органы при строительстве зданий и сооружений. [ICC
PC]
Рассмотрение проекта (plan review) – изучение представителем строительного надзора проектно-сметной документации в целях контроля соблюдения действующих функциональных и предписывающих требований строительных норм. [ICC PC]
Рассмотрение третьими лицами (third-party review) – термин, связанный с обеспечением качества, не зависящий от стороны,
чей проект находится на рассмотрении. Рассмотрение третьими лицами не относится к экспертной оценке. [ICC PC]
Риск (risk) – парные вероятности или последствия вероятных нежелательных событий, связанных с данным зданием или процессом. [NFPA 551]
Руководство (guide) – документ, являющийся рекомендательным или справочным по своей сути, содержащий необязательные
положения. Руководство может включать в себя обязательные положения, например, о случаях его применения, но в целом как
документ оно не подлежит утверждению в качестве закона. [NFPA 551]
Руководство по проектированию (design guide) – документ, в котором изложены информация, опыт и знания, используемые
практикующими архитекторами и инженерами-строителями, для которого не требуется открытое согласование специалистами. В
нѐм отражены архитектурные и инженерно-строительные принципы и практика, испытания и результаты испытаний, показатели,
нагрузки, запасы прочности, коэффициенты надѐжности и другие технические параметры. [ICC PC]
Серьѐзная травма (serious injury) – травма, требующая госпитализации человека или длительного посещения больницы для
лечения. [ICC PC]
Системы защиты (safety systems) – спроектированные системы в здании, обеспечивающие защиту пользователей здания, самого сооружения и его содержимого от воздействия опасных факторов. [ICC PC]
Событие (event) – возникновение определенной совокупности обстоятельств, будь то определенных или неопределенных, единичных или множественных. [NFPA 551]
Сооружение (facility) – включает в себя все временные и постоянные здания и сооружения, а также находящиеся в них противопожарные системы и системы жизнеобеспечения. В сооружение входят находящиеся в нѐм наружные и внутренние складские
помещения, оборудование и процессы, связанные с воспламеняющимися или горючими веществами и опасными материалами. К
данному термину относятся навесы, мембранные конструкции, конструкции заводской сборки и передвижные конструкции, складские ѐмкости, опоры, а также все необходимые подъездные пути и зоны доступа. [ICC PC]
Субпроектировщик (consultant) – частое лицо, выполняющее отдельные виды работ для заказчика, проектировщика, представителя строительного надзора или подрядчика. [ICC PC]
Сценарий пожара (fire scenario) – в данном документе термин «сценарий пожара» означает совокупность условий и событий,
описывающих развитие пожара, распространение продуктов горения, реакции людей и воздействие продуктов горения. [NFPA 551]
Утвержденный (approved) – допустимый с позиции компетентного органа. [NFPA 551]
Функционально–ориентированное проектирование (performance-based design) – инженерный подход к проектированию
элементов здания, основанный на заранее согласованных функциональных требованиях и целях, техническом расчѐте и количественной оценке альтернативных решений по целям и задачам проекта с использованием технических средств, методологий и
функциональных требований. [ICC PC]
Частота (frequency) – среднее количество повторений события в течение заданного периода времени. [NFPA 551]
Эксперт (special expert) – человек, являющийся профессионалом в конкретном виде деятельности, добившийся с помощью получения образования, подготовки и опыта вне архитектурной или инженерно-строительной практики. [ICC PC]
Экспертная оценка (peer review) – независимая, объективная техническая оценка проекта здания или сооружения для изучения
предлагаемых концептуальных и аналитических решений, задач и критериев проектирования и строительства. Экспертная оценка
должна проводиться архитектором или инженером-строителем, обладающим достаточной для данного проекта квалификацией и
опытом в проектировании, по крайней мере, не уступающем опыту главного архитектора или инженера проекта. [ICC PC]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
31
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Acceptable methods
допустимые методы
Acceptance criteria
критерии допустимости
Amenity
благоустроенность
Approved
утвержденный
Architect
архитектор
Authoritative document
нормативный документ
компетентный орган
Authority having jurisdiction, AHJ
Bounding conditions
ограничивающие условия
Code
нормы
Commissioning
Consequence
ввод в эксплуатацию
последствие
Consultant
субпроектировщик
Contract review
оценка проекта
Design documents
проектная документация
Design guide
Design professional
Deterministic model
руководство по проектированию
проектировщик
детерминированная модель
Engineer
инженер-строитель
Essential facilities
основные сооружения
Event
событие
Facility
сооружение
Fire protection engineering design brief
краткое описание (бриф) противопожарного проекта
Fire risk assessment, FRA
оценка пожарного риска
Fire scenario
сценарий пожара
Frequency
частота
Guide
руководство
Labeled
маркированный
Likelihood
возможность
Listed
включенный в перечень
Method
метод
Model
модель
Peer review
экспертная оценка
Performance-based design
функционально–ориентированное проектирование
Plan review
рассмотрение проекта
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
32
Prescriptive codes
предписывающие нормы
Primary structure
основная несущая конструкция
Principal design professional
генеральный проектировщик
Probabilistic model
вероятностная модель
Probability
вероятность
Quality assurance
обеспечение качества
Risk
риск
Safe place
безопасная зона
Safety systems
системы защиты
Scenario cluster
группа сценариев
Semiquantitative methods
полуколичественные методы
Serious injury
серьѐзная травма
должен, следует, необходимо
Should
Special expert
эксперт
Stakeholder
заинтересованное лицо
Third-party review
рассмотрение третьими лицами
Validation
валидация
Verification
верификация
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
33
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ВЫДЕРЖКИ ИЗ ICC PC
«Функциональные нормы для зданий и сооружений Совета по международным нормам»
International Code Council Performance Code for Buildings and Facilities
Издательство:
Совет по международным нормам (ICC), г.
Кантри-Клаб-Хиллз,
штат
Иллинойс,
США
International Code Council (ICC), Country
Club Hills, IL, USA
ISBN:
1-892395-74-6
Формат:
29,7 х 21 см
Кол-во страниц:
163
Год издания:
2003
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
34
«ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НОРМЫ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ СОВЕТА ПО МЕЖДУНАРОДНЫМ
НОРМАМ»
В данном приложении представлены выдержки из американских типовых строительных норм «Функциональные нормы для
зданий и сооружений Совета по международным нормам» (International Code Council Performance Code for Buildings and Facilities)
[1]. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данных норм. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей со структурой строительных норм. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Руководство к «Функциональным нормам для зданий и сооружений Совета по международным нормам»
Постановление
ЧАСТЬ I. АДМИНИСТРАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Глава 1. Общие административные требования
Раздел 101. Цели и задачи
Раздел 102. Краткое описание
Раздел 103. Административные требования
Раздел 104. Допустимые методы
Глава 2. Термины и определения
Раздел 201. Общие положения
Раздел 202. Термины и определения
Глава 3. Расчѐтные функциональные уровни
Раздел 301. Минимальное функционирование
Раздел 302. Классификация по назначению и населѐнности
Раздел 303. Функциональные группы
Раздел 304. Максимально допустимая степень разрушения
Раздел 305. Мощность события
Глава 4. Надѐжность и долговечность
Раздел 401. Надѐжность
Раздел 402. Долговечность
ЧАСТЬ II. ТРЕБОВАНИЯ К БЕЗОПАСНОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Глава 5. Устойчивость
Раздел 501. Усилия в конструкциях
Глава 6. Пожарная безопасность
Раздел 601. Источники зажигания
Раздел 602. Ограничение воздействия пожара
Глава 7. Организация потоков движения
Раздел 701. Пути эвакуации
Раздел 702. Удобство передвижения
Раздел 703. Транспортные системы здания
Глава 8. Безопасность пользователей
Раздел 801. Опасные материалы
Раздел 802. Опасные строительные материалы
Раздел 803. Защита от падений
Раздел 804. Опасные факторы при строительстве и сносе зданий
Раздел 805. Указатели
Раздел 806. Оповещение о чрезвычайной ситуации
Глава 9. Влажность
Раздел 901. Поверхностные воды
Раздел 902. Наружная влажность
Раздел 903. Внутренняя влажность
Глава 10. Внутренняя среда здания
Раздел 1001. Микроклимат и функциональное назначение здания
Раздел 1002. Качество воздуха в помещениях
Раздел 1003. Воздушный и ударный шум
Раздел 1004. Искусственное и естественное освещение
Глава 11. Отопление и вентиляция
Раздел 1101. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Раздел 1102. Холодоснабжение
Раздел 1103. Инженерные сети здания
Глава 12. Водоснабжение
Раздел 1201. Санитарно-гигиенические требования
Раздел 1202. Прачечные
Раздел 1203. Внутренние системы водоснабжения
Раздел 1204. Сточные воды
Глава 13. Газоснабжение
Раздел 1301. Газопроводные системы и газоотводы
Глава 14. Электроснабжение
Раздел 1401. Электроснабжение
Глава 15. Энергоэффективность
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
35
Раздел 1501. Энергоэффективность
ЧАСТЬ III. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Глава 16. Противопожарная защита
Раздел 1601. Противопожарная защита
Глава 17. Снижение воздействия пожара
Раздел 1701. Снижение воздействия пожара
Глава 18. Техника безопасности
Раздел 1801. Техника безопасности
Глава 19. Пути эвакуации
Раздел 1901. Пути эвакуации
Глава 20. Оповещение о чрезвычайной ситуации, доступ и оборудование
Раздел 2001. Оповещение о чрезвычайной ситуации, доступ и оборудование
Глава 21. Безопасность работников аварийно-спасательных служб
Раздел 2101. Безопасность работников аварийно-спасательных служб
Глава 22. Опасные материалы
Раздел 2201. Опасные материалы
ЧАСТЬ IV. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Факторы риска в классификациях по назначению и насѐленности
Раздел А101. Цели
Раздел А102. Предписывающие требования
Раздел А103. Классификация по назначению и населѐнности
Приложение В. Таблица распределения конкретных сооружений на функциональные группы
Раздел В101. Факторы риска
Приложение С. Индивидуально обоснованные методы проектирования
Раздел С101. Общие положения
Приложение D. Квалификационные требования экспертам, осуществляющим проектирование и оценку функционально-ориентированных проектов
Раздел D101. Общие положения
Приложение Е. Применение компьютерных моделей
Раздел Е101. Общие положения
Раздел Е102. Требования
Раздел Е103. Ответственность
Алфавитный указатель
Руководство пользователя
Содержание Руководства пользователя
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
36
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ АДМИНИСТРАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Раздел 101. Цели и задачи
101.1 Цель. Обеспечение надлежащего уровня безопасности жизни, здоровья и благополучия людей, а также социальной и экономической значимости с одновременным представлением инновационных, гибких и быстрых решений по оптимизации расходов
и потреблению ресурсов.
101.2 Задачи.
101.2.1 Требования к безопасности зданий и сооружений. Обеспечение надлежащего уровня безопасности жизни, здоровья и
благополучия людей, а также ограничение материального ущерба вследствие наступления событий, негативно воздействующих на
здания или сооружения. В части II настоящих норм представлены следующие обязательные требования к зданиям и сооружениям:
1. Обеспечение внутренней средой защиты от неоправданного риска получения травм или гибели в случае пожара.
2. Сооружение должно гарантированно выдерживать все виды необходимых для его нормальной эксплуатации нагрузок, а
также обладать достаточной жѐсткостью с учѐтом его местоположения.
3. Наличие путей эвакуации и средств доступа при нормальной эксплуатации здания и в чрезвычайной ситуации.
4. Обеспечение ограничения распространения пожара в пределах здания и на смежные здания.
5. Наличие вентиляционного и санитарно-технического оборудования для обеспечения жизнедеятельности пользователей
здания.
6. Наличие естественного освещения, отопления, бытовой техники, а также других элементов благоустройства для обеспечения жизнедеятельности и комфорта пользователей.
7. Обеспечение эффективного использования энергии.
8. Обеспечение безопасности пожарных и экстренных служб во время проведения аварийно-спасательных работ.
101.2.2 Пожарная безопасность. В части III настоящих норм представлены обязательные требования по обеспечению надлежащего уровня безопасности пользователей и защиты имущества при угрозе пожара, взрыва или возникновении опасных условий
при работе с оборудованием.
Раздел 102. Краткое описание
102.1 Требования к безопасности зданий и сооружений. В части II настоящих норм представлены обязательные требования
для зданий и сооружений, включая требования к прочности и устойчивости конструкций, санитарно-гигиеническим условиям, путям эвакуации и средствам доступа, освещению и вентиляции, безопасности жизнедеятельности и защите имущества при пожаре, а
также в целом по обеспечению защиты людей и имущества при других угрозах, влияющих на антропогенную среду. Настоящие
нормы включают требования к назначению и населѐнности зданий, сооружений, оборудования и помещений, их реконструкции,
капитальному ремонту, обслуживанию, ликвидации, сносу, а также установке и обслуживанию всех инженерных сетей, включая,
кроме прочих, такие системы как электроснабжение, газоснабжение, отопление и вентиляция, водоснабжение, энергоэффективность и транспортные системы здания.
102.2 Пожарная безопасность. В части III настоящих норм представлены обязательные требования к назначению и населѐнности зданий, сооружений и помещений, предотвращению, защите и тушению пожара, безопасности жизнедеятельности, защите
имущества вследствие эксплуатации здания, хранения, обращения и использования взрывоопасных и пожароопасных веществ,
пожароопасных и горючих материалов, а также выполнению опасных работ и процессов.
Раздел 103. Административные требования
103.1 Цель. Достижение и поддержание требуемого настоящими нормами уровня безопасности.
103.2 Задачи.
103.2.1 Квалификация специалистов. Проектировщики должны обладать необходимыми знаниями, навыками и способностями для подтверждения соответствия требованиям настоящих норм.
103.2.2 Подготовка проектной документации. Требуемая настоящими нормами проектная документация должна быть подготовлена в полном объѐме и представлена на рассмотрение и утверждение.
103.2.3 Рассмотрение. Представленная согласно настоящим нормам проектная документация должна быть рассмотрена на
предмет соответствия конкретным требованиям норм.
103.2.4 Строительство. Строительство должно осуществляться в соответствии с утверждѐнной проектной документацией,
представленной согласно данным нормам, и данный процесс должен быть проверен и утверждѐн для подтверждения соответствия
требованиям настоящих норм.
103.2.5 Оборудование и помещения. Оборудование и помещения должны соответствовать утверждѐнной проектной документации, представленной согласно данным нормам, а также быть проверены и утверждѐны для подтверждения соответствия требованиям настоящих норм.
103.2.6 Оборудование и процессы. Оборудование, процессы, их установка и функционирование должны соответствовать
утверждѐнной проектной документации, представленной согласно данным нормам, а также быть проверены и утверждѐны для подтверждения соответствия требованиям настоящих норм.
103.2.7 Материалы и содержимое. Материалы и содержимое должны соответствовать утверждѐнной проектной документации, представленной согласно данным нормам, а также быть проверены и утверждѐны для подтверждения соответствия требованиям настоящих норм.
103.2.8 Процессы и принципы работы сооружения. Принципы, работа, подготовка и процессы должны соответствовать
утверждѐнной документации, представленной согласно данным нормам, а также быть проверены и утверждѐны для подтверждения
соответствия требованиям настоящих норм.
103.2.9 Соблюдение дополнительных норм. Необходимо соблюдение дополнительных норм, а именно административных
требований серии строительных норм Совета по международным нормам, в отношении экспертизы проекта, выдачи разрешений,
надзора и обеспечения соблюдения требований.
103.2.10 Обслуживание. Обслуживание функционально-ориентированного проекта должно выполняться с помощью выдачи и
обновления сертификатов и актов в течение срока службы здания.
103.2.11 Порядок внесения изменений. Для внесения изменений в исходную проектную документацию, системные процессы,
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
37
технологии и оборудование необходимо выдать и выполнить соответствующие письменные указания.
103.2.12 Ожидаемое реагирование аварийно-спасательных служб. В проектной документации должен быть подробно описан процесс реагирования соответствующих аварийно-спасательных служб в чрезвычайной ситуации.
103.3 Функциональные требования
103.3.1 Ответственность заказчика.
103.3.1.1 Проектировщик. Заказчик несѐт ответственность за выполнение работ проектировщиком, который в свою очередь
берѐт на себя ответственность за подготовку и согласование полного комплекта проектной документации, а также выполнение других работ, необходимых для подготовки актов и других документов в соответствии с требованиями настоящих норм. В случае невыполнения работ в соответствии с данным требованием применение настоящих норм запрещается.
103.3.1.2 Генеральный проектировщик. В случае необходимости выполнения проектных работ несколькими проектировщиками следует назначить генерального проектировщика, который на основе договорных обязательств с субпроектировщиками будет
руководить и нести ответственность за выполнение всех необходимых работ данными проектировщиками, а также подготовку и
согласование полного комплекта проектной документации.
103.3.1.3 Экспертная оценка. Заказчик несѐт ответственность за выполнение работ проектировщиком или лицензированным
экспертом, проводящим экспертную оценку проекта по согласованию и в соответствии с требованиями представителя строительного надзора (см. пункт 103.3.6.3 настоящих норм).
103.3.1.4 Расходы. Все расходы по выполнению дополнительных работ, включая в соответствии с требованиями представителя
строительного надзора экспертизу, несѐт заказчик.
103.3.1.5 Хранение документации. В соответствии с требованиями настоящих норм заказчик должен хранить всю документацию, акты и отчеты, и по запросу передавать их представителю строительного надзора.
103.3.1.6 Обслуживание. Заказчик несѐт ответственность за функционирование и обслуживание здания, сооружения или помещения, спроектированного и построенного в рамках имеющихся ограничивающих условий, в соответствии с требованиями
настоящих норм и руководства по эксплуатации.
103.3.1.7 Порядок внесения изменений. Заказчик несѐт ответственность за обеспечение того, что любое изменение помещения, процесса или системы не приведѐт к повышению уровня опасности, превышающего исходный расчѐтный уровень без имеющегося на то разрешения, а также гарантирует, что в соответствии с требованиями настоящих норм все изменения будут отражены
в сопроводительной документации.
103.3.1.8 Эксперты. В ситуации, когда работа ограничивается или относится к сфере, не требующей привлечения проектировщика или наличия специальных знаний и навыков, связанных с архитектурной практикой или проектированием, заказчик имеет
право нанять эксперта, который будет нести ответственность за выполнение определенной части работы. Задачей настоящих норм
является определение требований, которым должен соответствовать данный эксперт (см. приложение D).
103.3.1.9 Требования к пользователям здания. Заказчик несѐт ответственность за обеспечение того, что все пользователи
здания и персонал, которые будут вести определенную деятельность или исполнять отдельные обязанности в соответствии с функционально-ориентированным проектом, обладают необходимыми знаниями и навыками, а также имеют разрешения на ведение
данной деятельности.
103.3.2 Квалификация проектировщика. В соответствии с требованиями настоящих норм и действующих на практике стандартов, генеральный проектировщик, архитекторы, конструкторы и другие специалисты в области проектирования, отвечающие за
определенную часть работы и составляющие проектную группу, несут ответственность и должны обладать необходимыми знаниями и навыками для реализации проектов, расчѐтов и выполнения верификации. Задачей настоящих норм является определение
требований, которым должны соответствовать данные специалисты (см. приложение D). Для подтверждения соответствия требованиям приложения D необходимо передать представителю строительного надзора сведения о квалификации генерального проектировщика, субпроектировщиков и экспертов.
103.3.3 Ответственность проектировщиков и экспертов.
103.3.3.1 Генеральный проектировщик. В случае выполнения многопрофильных работ генеральный проектировщик несѐт
ответственность за обеспечение того, что все разделы проекта выполнены в полном объѐме и завершены до передачи проекта на
рассмотрение представителю строительного надзора. Во время рассмотрения генеральный проектировщик обязан представить все
необходимые акты, чертежи и проектную документацию для проверки соблюдения требований настоящих строительных норм. В
обязанности генерального проектировщика также входят все обязанности субпроектировщика.
103.3.3.2 Ответственность. В случае применения настоящих норм в функционально-ориентированных проектах проектировщик несѐт ответственность за соблюдение функциональных требований и использование утверждѐнных методов, представленных в
пункте 104.3. Требованием настоящих норм является выполнение инженерных расчѐтов и наличие технической документации для
демонстрации метода расчѐта, а также проверка реализации проектных задач и соблюдения настоящих норм.
103.3.3.3 Техническая документация. Проектировщик несѐт ответственность за выполнение требуемых конструкторских расчѐтов, изысканий, вычислений и представление документации для подтверждения соблюдения действующих функциональных и
предписывающих требований настоящих норм.
103.3.3.4 Допустимые методы. Проектировщик должен использовать нормативные документы и руководства по проектированию при определении методов проведения испытаний и верификации, а также при выборе строительных материалов, соответствующих выбранной схеме строительства здания.
103.3.3.5 Ссылки на нормативные документы. Проектировщик несѐт ответственность за указание ссылок на применяемые в
функционально-ориентированном проекте руководства по проектированию или нормативные документы, а также за указание того,
каким образом данные документы использованы в обосновании проектных решений для подтверждения соблюдения настоящих
норм. В случае использования неофициальных документов или руководств по проектированию необходимо обосновать данное
решение и получить разрешение представителя строительного надзора на их применение.
103.3.3.6 Документальная регистрация ограничивающих условий. Проектировщик должен документально зарегистрировать
все ограничивающие условия, и указать пороговые значения для определения того, когда необходимо получить разрешение представителя строительного надзора на внесение изменений.
103.3.3.7 Соблюдение ограничивающих условий. Проектировщик должен осуществить проверку завершѐнных элементов
конструкции, оборудования, отделки, процессов и содержимого здания для контроля соблюдения ограничивающих условий и ключевых особенностей конструкции, указанных в утверждѐнной проектной документации. Представитель строительного надзора
имеет право обязать генерального проектировщика предоставить отчеты для проверки соблюдения ограничивающих условий и
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
38
ключевых особенностей конструкции на стадии завершения проекта в качестве условия получения необходимых сертификатов и
актов.
103.3.3.8 Эксперты. В соответствии с передаваемой на рассмотрение и утверждение представителю строительного надзора документацией объем работы эксперта должен ограничиваться экспертной оценкой. Если эксперт выполняет работы по проектированию, он должен нести ответственность за данную часть проектных работ.
103.3.4 Проектная документация.
103.3.4.1 Общие требования. Проектировщик должен подготовить соответствующую проектную документацию, в которой будет подробно описан метод проектирования с логическим обоснованием процесса передачи проекта на рассмотрение, строительства, а также будущей эксплуатации здания, сооружения или процесса.
103.3.4.1.1 Обязательная документация. В проектной документации должны быть указаны цели и задачи, пошаговый аналитический расчѐт, требования к обслуживанию и испытаниям сооружений, а также препятствия и ограничения по использованию
сооружения в целях соблюдения ограничивающих условий. Если требования к документации указаны в действующих руководствах по проектированию, данные документы также необходимо включить в проектную документацию. Документация по компьютерному моделированию должна соответствовать требованиям, представленным в приложении Е.
103.3.4.1.2 Объѐм документации. Уровень и объѐм проектной документации должен быть достаточным для того, чтобы представить необходимые сведения заинтересованным сторонам, а также быть соразмерным задачам и степени сложности проекта.
103.3.4.1.3 Контроль соблюдения требований. Документация должна быть подготовлена таким образом, чтобы продемонстрировать соблюдение всех действующих функциональных и предписывающих требований норм.
103.3.4.1.4 Ограничивающие условия. Особенности конструкции в рамках ограничивающих условий, требующие постоянного обслуживания или контроля заказчика строительства в течение срока службы здания, сооружения или процесса, в качестве условия выполнения задач настоящих норм необходимо рассматривать как ограничивающее условие, за исключением случаев, когда
это разрешено представителем строительного надзора. По предписанию представителя строительного надзора для отражения отдельных изменений ограничивающее условие может быть изменено.
103.3.4.1.5 Поэтапное и частичное заселение. До получения разрешения на поэтапное или частичное заселение в проектную
документацию необходимо включить оценку опасных факторов и предлагаемое решение по соответствующим рискам в период
строительства.
103.3.4.1.6 Реагирование экстренных служб в чрезвычайной ситуации. Под непосредственным контролем со стороны заказчика в проектной документации следует представить подробное описание процесса реагирования соответствующих аварийноспасательных служб на чрезвычайную ситуацию. В качестве ограничивающих условий необходимо указать возможность реагирования, количество персонала, требования к подготовке и наличию оборудования.
103.3.4.2 Отчеты и руководства. По требованию представителя строительного надзора в проектную документацию необходимо включить эскизный проект, отчет по проекту, а также руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию.
103.3.4.2.1 Проектная документация. В проектную документацию необходимо включить предварительное описание проекта,
распределение функциональных обязанностей сторон, а также указать цели и задачи для подготовки расчѐтов по функциональноориентированному проекту. Проектная документация должен быть передан представителю строительного надзора для ознакомления и составления плана работ по первому предложенному эскизному проекту, а также для согласования между представителем
строительного надзора и проектной группой целей и задач выполнения расчѐтов. В эскизном проекте кроме дополнительной информации в обязательном порядке необходимо представить следующие сведения:
1. Общую проектную информацию, включая схематичный генеральный план и план строительной площадки.
2. Краткое описание проекта.
3. Описание здания и особенностей населѐнности.
4. Цели и задачи проекта.
5. Избранные сценарии развития событий.
6. Методы оценки проекта.
7. Квалификационные требования к генеральному проектировщику, субпроектировщикам и экспертам.
8. Предлагаемое применение функциональных и предписывающих требований строительных норм.
9. Концептуальный план здания и строительной площадки.
103.3.4.2.2 Отчет по проекту. В отчете по проекту необходимо представить пошаговый анализ проекта с указанием конкретных показателей, параметров, входных данных, допущений, чувствительности и ограничений по расчѐтам. Также следует подробно
указать ограничивающие условия, допущения и анализ чувствительности, поясняющие предполагаемое применение и ограничения
функциональных расчѐтов. Данный отчет должен подтвердить, что метод проектирования соответствует действующим нормам и
допустимым методам, и его необходимо передать на согласование представителю строительного надзора до завершения составления проектной документации. В отчете по проекту также необходимо указать особенности конструкции, которые необходимо учитывать на основе выполненных расчѐтов. Кроме дополнительной информации в отчете по проекту в обязательном порядке необходимо представить следующие сведения:
1. Краткое описание проекта.
2. Цели и задачи.
3. Функциональные параметры.
4. Сценарии опасных факторов.
5. Расчѐтные пожарные нагрузки и опасные факторы.
6. Окончательный вариант проекта.
7. Оценку проекта.
8. Ограничивающие условия и основные расчѐтные допущения.
9. Основные особенности конструкции.
10. Требования к проектированию и эксплуатации систем.
11. Требования к эксплуатации и техническому обслуживанию.
12. Требования к пусковым испытаниям и вводу в эксплуатацию.
13. Периодичность обновления сертификатов.
14. Дополнительную документацию и справочные источники.
15. Предварительные планы этажей и строительной площадки.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
39
103.3.4.2.3 Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию. В руководстве по эксплуатации и техническому
обслуживанию должны быть представлены требования к вводу систем и узлов в эксплуатацию, а также основные особенности взаимодействия данных систем. В руководстве следует указать действия, которые на постоянной основе необходимо выполнять заказчику и владельцу здания для подтверждения надлежащей установки и функционирования элементов функциональноориентированного проекта. Также в руководстве по эксплуатации и техническому обслуживанию требуется указать препятствия и
ограничения по использованию и эксплуатации здания в целях соблюдения ограничивающих условий функциональноориентированного проекта. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию необходимо передать на рассмотрение
вместе с проектной документацией, за исключением случаев, когда представитель строительного надзора указывает иное время
рассмотрения в зависимости от типа проекта и требуемого на полное изучение материалов времени. Кроме дополнительной информации в руководстве по эксплуатации и техническому обслуживанию в обязательном порядке необходимо представить следующие сведения:
1. Описание основных систем.
2. Описание взаимодействия основных систем.
3. Обязанности пользователей здания.
4. Требования к обучению пользователей и персонала.
5. Требования к периодической эксплуатации.
6. Требования к периодическому обслуживанию.
7. Требования к периодическим испытаниям.
8. Ограничения по эксплуатации сооружения в зависимости от ограничивающих условий.
9. Форму акта для внесения данных по эксплуатации и обслуживанию.
10. Требования к вводу систем и узлов в эксплуатацию.
103.3.5 Передача проектной документации на рассмотрение.
103.3.5.1 Общие требования. Применяемая проектная документация, представляемая на рассмотрение в соответствии с пунктами 103.3.2, 103.3.3 и 103.3.4 настоящих норм, а также других действующих под юрисдикцией строительного надзора норм,
должна быть передана на рассмотрение представителю строительного надзора. Для получения необходимых разрешений документацию следует представить в соответствии с правовыми нормами и в полном объѐме.
103.3.5.2 Согласование проектной документации. Перед передачей проектной документации на рассмотрение генеральный
проектировщик должен согласовать еѐ на предмет соответствия, совместимости, взаимодействия и объѐма. Документацию следует
передать представителю строительного надзора для контроля соблюдения функциональных требований и применения допустимых
методов.
103.3.5.3 Особенности функционально-ориентированного проекта. В проектной документации необходимо подробно указать функционально-ориентированные разделы проекта, и передать еѐ на рассмотрение представителю строительного надзора.
103.3.5.4 Объѐм документации и ссылки на нормативные документы. Представителю строительного надзора следует передать документацию в полном объѐме для подтверждения достоверности, точности, значимости и правильности предлагаемых методов. Также необходимо предоставить копии применяемых нормативных документов.
103.3.5.5 Проверки, испытания, эксплуатация и обслуживание. В проектной документации должно быть указано когда и где
необходимо проведение специальных проверок и испытаний с перечислением стандартов по приѐмке для подтверждения соответствия проектной документации, а также требований к эксплуатации и обслуживанию для последующей эксплуатации здания.
103.3.5.6 Порядок внесения изменений. Передача на рассмотрение включает в себя создание соответствующего порядка внесения изменений для пояснения того, каким образом изменения в проекте будут отражены на стадии строительства, эксплуатации и
обслуживания здания.
103.3.6 Рассмотрение и утверждение проектной документации.
103.3.6.1 Порядок рассмотрения. Рассмотрение и утверждение документации должно производиться в установленном представителем строительного надзора порядке.
103.3.6.2 Рассмотрение. Представитель строительного надзора должен внимательно изучить представленный проект на предмет его соответствия требованиям настоящих норм, или оказать соответствующее содействие в рассмотрении документации в соответствии с применяемыми на практике стандартами.
103.3.6.3 Экспертная оценка проекта. Экспертная оценка проекта может быть выполнена сторонним экспертом, нанятым для
этого представителем строительного надзора. Также представитель строительного надзора имеет право потребовать проведение
экспертной оценки для рассмотрения параметров проекта и сопроводительной документации и/или проектной документации.
103.3.6.4 Утверждение. После того, как вся проектная и сопроводительная документация согласована и утверждена представителем строительного надзора, в целях контроля соблюдения действующих норм необходимо получить соответствующие разрешения.
103.3.7 Разрешения и проверки.
103.3.7.1 Разрешения. Перед началом строительства необходимо получить необходимые разрешения в соответствии с действующими правовыми и строительными нормами.
103.3.7.2 Проверки. Проверки следует осуществлять в соответствии с действующими правовыми и строительными нормами и
проектной документацией.
103.3.7.3 Акты сверки. Проверки, проведение испытаний и соответствующие акты сверки должны составляться представителем строительного надзора для контроля соответствия утверждѐнной проектной документации и действующим требованиям предписывающих норм.
103.3.7.4 Установка оборудования. Необходимо проверить соответствие требованиям материалов, оборудования и порядка
установки, утверждѐнного производителем и выполняемого специалистами. Соблюдение требований следует контролировать по
маркировке продукции, еѐ сертификации, процессу обеспечения качества и проведению испытаний.
103.3.7.5 Контроль соблюдения требований. На стадии завершения строительства представитель строительного надзора обязан проверить соответствие актов о прохождении проверки и испытаний требованиям действующих норм и утверждѐнной проектной документации.
103.3.7.6 Разрешение на ввод в эксплуатацию. Перед началом эксплуатации сооружений в соответствии с частью III настоящих норм следует получить необходимые разрешения.
103.3.8 Проектная документация.
103.3.8.1 Контроль соблюдения требований. На стадии завершения проекта следует подготовить документацию, подтвер-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
40
ждающую соблюдение всех функциональных и предписывающих требований настоящих норм. По требованию представителя
строительного надзора в соответствии с пунктом 103.3.3.6, генеральный проектировщик обязан представить акт, подтверждающий
соблюдение ограничивающих условий.
103.3.8.2 Объѐм документации. В проектную документацию, передаваемую на рассмотрение представителю строительного
надзора, должна входить вся утверждѐнная проектная документация, руководство по эксплуатации и обслуживанию, акты сверки и
испытаний, а также акты о приѐмке здания в эксплуатацию.
103.3.8.3 Ограничивающие условия. Особенности конструкции в рамках определенных проектировщиком ограничивающих
условий, требующие постоянной эксплуатации и технического обслуживания владельцем здания в течение срока службы здания в
качестве условия соответствия задачам настоящих норм, необходимо рассматривать как ограничивающее условие, за исключением
случаев, когда это разрешено представителем строительного надзора.
103.3.8.4 Техническая оценка. Представитель строительного надзора имеет право требовать составления технической оценки
и отчета от частного лица или организации с проведением специальной экспертизы для создания и разработки методов защиты от
конкретных видов угроз, а также выбора необходимых технологий, процессов, продукции, оборудования и материалов, соответствующих данному проекту и условиям эксплуатации здания или сооружения. Требованием настоящих строительных норм является составление данной технической оценки и отчета квалифицированным специалистом (см. приложение D).
103.3.9 Акты.
103.3.9.1 Акт о приѐмке здания в эксплуатацию. До начала заселения здания у представителя строительного надзора необходимо получить акт о приѐмке здания в эксплуатацию.
103.3.9.1.1 Постоянный акт о приѐмке здания в эксплуатацию. Акт о приѐмке здания в эксплуатацию необходим в случае
постоянной населѐнности здания.
103.3.9.1.2 Временный акт о приѐмке здания в эксплуатацию. Представитель строительного надзора имеет право выдать
временный акт о приѐмке здания в эксплуатацию с ограниченным сроком действия на оговорѐнных условиях, при соблюдении всех
требований по обеспечению безопасности жизнедеятельности.
103.3.9.1.3 Акт о приѐмке здания в эксплуатацию на особых условиях. Представитель строительного надзора имеет право
выдать акт о приѐмке здания в эксплуатацию на условиях, действующих указанный период времени, в течение которого обязательно постоянное соблюдение ограничивающих условий и требований руководства по эксплуатации и обслуживанию. Несоблюдение
условий акта о приѐмке здания в эксплуатацию является нарушением требований настоящих норм.
103.3.9.1.4 Аннулирование и отказ продления акта. Если заказчик не в состоянии доказать представителю строительного
надзора что здание эксплуатируется и обслуживается в соответствии с требованиями пунктов 103.3.1.6 и 103.3.9.1, это может привести к аннулированию или отказу продления акта о приѐмке здания в эксплуатацию.
103.3.9.2 Сертификат соответствия. Перед началом эксплуатации здания, сооружения, процесса или оборудования при условии соблюдения требований части III настоящих норм необходимо получить у представителя строительного надзора сертификат
соответствия.
103.3.9.2.1 Постоянная эксплуатация. Сертификат соответствия необходим при постоянном использовании или эксплуатации
сооружения, процесса или оборудования при условии соблюдения требований части III настоящих норм в течение всего срока
службы здания.
103.3.9.2.2 Периодичность продления. Сертификат соответствия, при условии соблюдения требований части III настоящих
норм, необходимо продлевать с периодичностью, соответствующей проектной документации и разрешенной представителем строительного надзора.
103.3.9.2.3 Аннулирование и отказ продления сертификата. Если заказчик не в состоянии доказать соблюдение требований
данного раздела, это может привести к аннулированию или отказу продления сертификата соответствия.
103.3.10 Техническое обслуживание.
103.3.10.1 Ответственность заказчика. Заказчик несѐт ответственность за содержание здания или сооружения в соответствии
с утверждѐнной документацией.
103.3.10.2 Постоянное соблюдение требований. Соблюдение требований руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию и ограничивающих условий необходимо контролировать в течение всего срока службы здания или сооружения с периодичностью, предусмотренной в соответствии с утверждѐнной документацией.
103.3.10.3 Контроль соблюдения требований. Документы, подтверждающие, что здание, сооружение, оборудование, процессы и его содержимое соответствуют требованиям утверждѐнной проектной документации и эксплуатируются безопасно, должны
составляться представителем строительного надзора с соответствующей периодичностью.
103.3.11 Переоборудование, дополнение или изменение/утверждение назначения здания.
103.3.11.1 Анализ изменений. Проектировщик должен оценить существующее здание, сооружение, оборудование, процессы,
содержимое и соответствующую документацию с предлагаемыми изменениями, так как они частично повлияют на здание, сооружение, помещения, оборудование, процессы и содержимое, которые были изначально запроектированы с учѐтом соблюдения требований функционально-ориентированных норм. До внесения изменений без соответствующих на то документов в исходный
утверждѐнный проект генеральный проектировщик должен изучить применяемую проектную документацию, ограничивающие
условия и руководство про эксплуатации и техническому обслуживанию.
103.3.11.2 Координация проекта. Если требуется выполнение многопрофильных работ, один проектировщик несѐт ответственность за обеспечение того, что все разделы проекта выполнены в полном объѐме до его передачи на рассмотрение представителю строительного надзора. В процессе рассмотрения проектировщик обязан представить все акты, чертежи и проектную документацию, необходимые для подтверждения соответствия требованиям строительных норм.
103.3.11.3 Изменение назначения или содержимого. Все изменения назначения или содержимого, ведущие к повышению
риска или степени опасности и выходящие за рамки ограничивающих условий, требуют оценки и утверждения. Представитель
строительного надзора должен иметь полномочия для получения полной оценки проекта.
103.3.11.4 Дополнение, реконструкция и другие конструктивные изменения. Проектировщик должен оценить строительную деятельность в существующих зданиях, сооружениях, помещениях, оборудовании или процессах, и составить письменный
отчет, который необходимо передать на рассмотрение и утверждение вместе с запросом разрешения на внесение изменений. В отчете следует указать выходят предлагаемые конструктивные изменения за рамки ограничивающих условий или нет, что в свою
очередь приведѐт к повышению риска или опасности до уровня, превышающего расчѐтный уровень согласно утверждѐнной исходной проектной документации. При соблюдении ограничивающих условий исходная проектная документация внесения изменений
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
41
не требует. При несоблюдении ограничивающих условий исходная проектная документация требует внесения изменений для соответствия требованиям настоящих норм.
103.3.11.5 Решения, выходящие за рамки ограничивающих условий. Если предлагаемое изменение выходит за рамки ограничивающих условий, но не приводит к повышению степени риска или опасности, то при согласовании с представителем строительного надзора, любой уполномоченный по закону специалист имеет право заниматься подготовкой проектной документации и
отчетов для последующей передачи на рассмотрение.
103.3.11.6 Изменение проектных задач и ограничивающих условий. При внесении изменений в проектные задачи и ограничивающие условия для существующего здания, сооружения, помещения, оборудования, процесса или содержимого, проектировщик должен составить письменный акт с указанием новых проектных задач, и подтверждением соблюдения требований действующих норм.
103.3.12 Административные требования и их соблюдение.
103.3.12.1 Дополнительные административные требования. Административные требования серии строительных норм Совета по международным нормам являются дополнительными к функциональным требованиям для рассмотрения проекта, выдачи
разрешений, осуществления надзора, выдачи акта о приѐмке здания в эксплуатацию и контроля соблюдения требований.
103.3.13 Нарушения.
103.3.13.1 Общие требования. Нарушением считается сооружение, строительство, изменение, расширение, капитальный ремонт, перемещение, снос или разрушение какого-либо здания, сооружения или помещения в соответствии с настоящими нормами,
осуществляемое лицом, организацией или корпорацией, или содействие данным процессам в нарушение требований данных строительных норм.
103.3.13.2 Уведомление о допущенном нарушении. Представитель строительного надзора должен передать уведомление о
допущенном нарушении лицу, ответственному за сооружение, строительство, изменение, расширение, капитальный ремонт, перемещение, снос или разрушение здания или сооружения при нарушении требований настоящих норм или составленной на основании данных норм строительно-технической документации, или при несоблюдении разрешения или акта, выданного в соответствии
с требованиями настоящих норм. В уведомлении должно содержаться требование о прекращении противозаконных действий и
устранении нарушения.
103.3.13.3 Судопроизводство. Если требования уведомления о допущенном нарушении не выполнены в разумные сроки, представитель строительного надзора имеет право обратиться к юрисконсульту по судебной практике для начала соответствующего
судопроизводства с целью ограничения или прекращения данного нарушения, или прекращения незаконной эксплуатации здания
или сооружения в нарушение требований настоящих норм.
103.3.13.4 Санкции. К лицу, нарушившему или не соблюдающему требования настоящих норм, или занимающемуся сооружением, строительством, изменением или капитальным ремонтом здания, сооружения или помещения в нарушение утвержденной
проектной документации, директивы представителя строительного надзора, разрешения или акта, выданного в соответствии с требованиями настоящих норм, будут применены санкции согласно действующим законам.
Раздел 104. Допустимые методы
104.1 Цель. Требование применения авторитетных нормативных документов и/или руководств по проектированию для выполнения расчѐтов, оценки функционирования и определения показателей, используемых при оценке соответствия функциональным
требованиям настоящих норм.
104.2 Задачи.
104.2.1 Утверждѐнные методологии. Методы проектирования должны содержать ссылки на нормативные документы и руководства по проектированию для подтверждения того, что проекты основаны на применяемых и действующих технических и научных методологиях.
104.2.2 Проектная документация. В проектной документации необходимо указывать метод проверки проекта и процесса
строительства, а также метод оценки используемых систем.
104.2.3 Испытания и проверки. Испытания и проверки материалов и систем должны быть основаны на нормативных действующих документах и руководствах по проектированию.
104.3 Функциональные требования и методы проверки их соблюдения.
104.3.1 Строительно-техническая документация. Проектировщики должны использовать допустимые методы. В строительно-технической документации должны быть представлены метод проектирования, анализ, исследование, расчѐт и требования приѐмки с указанием используемых руководств по проектированию и нормативных документов, необходимых для подтверждения
соответствия целям проекта.
104.3.2 Проектная документация. В проектной документации следует указывать методы проверки выполнения задания на
проектирование, необходимые для подтверждения соответствия целям проекта, нормативным действующим документам и руководствам по проектированию.
104.3.3 Индивидуально обоснованные методы проектирования. Документация, не соответствующая требованиям нормативных документов или руководств по проектированию, должна соответствовать требованиям к индивидуально обоснованным методам проектирования (см. раздел «Индивидуально обоснованные методы проектирования»).
104.3.4 Экспертная оценка. Проекты, в которых используются документы, не соответствующие требованиям нормативных документов или руководств по проектированию, могут быть утверждены только представителем строительного надзора. Необходимо
проводить независимую экспертную оценку завершѐнного функционально-ориентированного проекта.
ГЛАВА 2. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Раздел 201. Общие положения
201.1 Краткое описание. Если не указано иное, в настоящих строительных нормах термины используются в приведѐнных ниже
значениях.
201.2 Взаимозаменяемость. Слова, используемые в настоящем времени, могут относиться и к будущему времени. Слова, используемые в мужском роде, могут относиться к женскому и среднему роду. Слова, используемые в единственном числе, могут
относиться и к множественному числу, и наоборот.
201.3 Термины, не имеющие определений в других нормах. Если в данной главе встречаются термины без определений, то
они используются в общепринятых значениях в зависимости от контекста.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
42
Раздел 202. Термины и определения
Допустимые методы – методы проектирования, расчѐта и проведения испытаний, разрешѐнные к использованию при разработке решений на проектирование для соблюдения требований настоящих норм.
Благоустроенность – часть или система здания, предоставляющая функции, необходимые для эксплуатации здания пользователями, или система, поддерживающая комфортные условия для людей, но не являющаяся необходимой для обеспечения минимальной защиты пользователей. Например, автоматическая спринклерная система не относится к благоустроенности здания.
Архитектор, инженер-строитель – индивидуальный архитектор или инженер-строитель, имеющий регистрацию или лицензию на ведение соответствующей деятельности в соответствии с требованиями закона о регистрации специалистов в штате, где
будет реализован данный проект.
Нормативный документ – документ, в котором изложены опыт и знания, широко используемые практикующими архитекторами и инженерами-строителями. В нѐм отражены современное состояние строительной области, включая общепринятую инженерно-строительную практику, методы проведения испытаний, показатели, нагрузки, запасы прочности, коэффициенты надѐжности и другие технические параметры. В документе представлены стандарты по обеспечению безопасности в конкретных областях.
Содержание утверждается на открытом процессе согласования или рассматривается экспертами в авторитетных сообществах специалистов, организациях по нормам и стандартам или государственных органах.
Ограничивающие условия – условия, при несоблюдении которых функционально-ориентированный проект считается недействительным. К данным условиям относятся предельно допустимые условия, такие как тип, классификация или нагрузка горючих
веществ, которые необходимо соблюдать в течение всего срока службы здания для подтверждения того, что расчѐтные параметры
не превышены.
Нормы – термин, в данном документе обозначающий функциональные нормы для зданий и сооружений Совета по международным нормам.
Ввод в эксплуатацию – процесс проверки системы на соответствие расчѐтным и техническим нормам и стандартам при помощи проведения проверок, испытаний и контроля эксплуатационного функционирования.
Субпроектировщик – частое лицо, выполняющее отдельные виды работ для заказчика, проектировщика, представителя строительного надзора или подрядчика.
Оценка проекта – рассмотрение проекта, выполняемое субпроектировщиком, нанятым для этого представителем строительного надзора.
Проектная документация – чертежи, расчѐты, геотехнические и другие акты, спецификации и другая документация, представляемая на согласование в государственные органы при строительстве зданий и сооружений.
Руководство по проектированию – документ, в котором изложены информация, опыт и знания, используемые практикующими архитекторами и инженерами-строителями, для которого не требуется открытое согласование специалистами. В нѐм отражены
архитектурные и инженерно-строительные принципы и практика, испытания и результаты испытаний, показатели, нагрузки, запасы прочности, коэффициенты надѐжности и другие технические параметры.
Проектировщик – частное лицо, имеющее регистрацию или лицензию на ведение соответствующей деятельности в соответствии с требованиями закона о регистрации специалистов в штате, где будет реализован данный проект.
Основные сооружения – здания и другие сооружения, которые должны функционировать даже во время чрезвычайного воздействия окружающей среды, то есть выдерживать нагрузки при наводнении, землетрясении, а также ветровые и снеговые нагрузки.
Сооружение – включает в себя все временные и постоянные здания и сооружения, а также находящиеся в них противопожарные системы и системы жизнеобеспечения. В сооружение входят находящиеся в нѐм наружные и внутренние складские помещения, оборудование и процессы, связанные с воспламеняющимися или горючими веществами и опасными материалами. К данному
термину относятся навесы, мембранные конструкции, конструкции заводской сборки и передвижные конструкции, складские ѐмкости, опоры, а также все необходимые подъездные пути и зоны доступа.
Экспертная оценка – независимая, объективная техническая оценка проекта здания или сооружения для изучения предлагаемых концептуальных и аналитических решений, задач и критериев проектирования и строительства. Экспертная оценка должна
проводиться архитектором или инженером-строителем, обладающим достаточной для данного проекта квалификацией и опытом в
проектировании, по крайней мере, не уступающем опыту главного архитектора или инженера проекта.
Функционально–ориентированное проектирование – инженерный подход к проектированию элементов здания, основанный
на заранее согласованных функциональных требованиях и целях, техническом расчѐте и количественной оценке альтернативных
решений по целям и задачам проекта с использованием технических средств, методологий и функциональных требований.
Рассмотрение проекта – изучение представителем строительного надзора проектно-сметной документации в целях контроля
соблюдения действующих функциональных и предписывающих требований строительных норм.
Предписывающие нормы – серия строительных норм Совета по международным нормам, в которой представлены
конкретные требования к проектированию, строительству и обслуживанию зданий, энергосбережению, пожарной безопасности, системам отопления и вентиляции, водоснабжения и т.д.
Генеральный проектировщик – архитектор или инженер-строитель, который несѐт ответственность перед заказчиком, работает на основе договорных обязательств, а также руководит всеми проектировщиками и участвует в согласовании и подготовке
полного комплекта проектной документации.
Обеспечение качества – проверка, осуществляемая представителями строительного надзора, а также специальная проверка и
проведение испытаний квалифицированными специалистами и надзор со стороны архитекторов или инженеров-строителей за
строительством здания или сооружения в целях контроля соблюдения требований проектно-сметной документации, а также действующих функциональных и предписывающих норм.
Безопасная зона – зона внутри или снаружи здания, обеспечивающая защиту при помощи специальной конструкции или наличия соответствующего разделительного расстояния.
Системы защиты – спроектированные системы в здании, обеспечивающие защиту пользователей здания, самого сооружения и
его содержимого от воздействия опасных факторов.
Серьѐзная травма – травма, требующая госпитализации человека или длительного посещения больницы для лечения.
Эксперт – человек, являющийся профессионалом в конкретном виде деятельности, добившийся с помощью получения образования, подготовки и опыта вне архитектурной или инженерно-строительной практики.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
43
Рассмотрение третьими лицами – термин, связанный с обеспечением качества, не зависящий от стороны, чей проект находится на рассмотрении. Рассмотрение третьими лицами не относится к экспертной оценке.
ПРИЛОЖЕНИЕ С. ИНДИВИДУАЛЬНО ОБОСНОВАННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Раздел C101. Общие положения
C101.1 Краткое описание. Целью данного приложения является содействие применению раздела «Допустимые методы», когда
конкретный метод не рассматривается в качестве руководства по проектированию или нормативного документа, как описано в
главе 2.
C101.2 Требования. Индивидуально обоснованные методы проектирования должны соответствовать одному из или нескольким следующим требованиям:
1. Оценка проектных решений на предмет их соответствия функциональным задачам и предписывающим требованиям.
2. Сопоставление предписывающих требований с данным методом проектирования, при этом документ должен быть подписан генеральным проектировщиком и заверен печатью.
3. Необходимо провести стороннюю экспертную оценку.
4. Необходимо документально зарегистрировать заключения, подготовленные экспертами.
5. Данный метод не должен оказывать неблагоприятного воздействия на часть здания, соответствующую требованиям предписывающих норм.
6. В проектном решении должны быть представлены данные о функционировании здания в целом.
7. Данный метод должен учитывать реальное назначение здания, включая количество человек, пожарную нагрузку, информированность и мобильность людей и т.д.
8. Методология валидации данного метода для проекта должна быть утверждена генеральным проектировщиком и представителем строительного надзора.
9. Данный метод должен быть основан на системном подходе с использованием как минимум двух утверждѐнных сценариев
для подтверждения соответствия проектным задачам и требованиям строительных норм.
ПРИЛОЖЕНИЕ D. КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЕРТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКУ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОЕКТОВ
Раздел D101. Общие положения
D101.1 Краткое описание. Целью данного приложения является предоставление информации, на основе которой любой человек может проверить наличие у всех членов проектной группы необходимых знаний и квалификации для выполнения или проведения оценки функционально-ориентированного проекта. Данный метод разработан исключительно для функциональноориентированных проектов и не подходит для проектов, выполненных на основе предписывающих норм. Необходимо понимать,
что использование данного метода зависит от персональной этики каждого человека, и представитель строительного надзора имеет
право требовать официальное подтверждение наличия необходимой квалификации и опыта, а также прохождения обучения. Данные квалификационные требования могут использоваться для определения компетентности специалистов, необходимой для формирования проектной группы, но они не являются обязательными требованиями для каждого члена проектной группы.
D101.2 Требования к генеральному проектировщику. Генеральный проектировщик должен соответствовать следующим
квалификационным требованиям:
1. Являться лицензированным архитектором или инженером-строителем в штате или соответствующей юрисдикции.
2. Знать все аспекты проекта и основные принципы функционально-ориентированных норм и концепций.
3. Исполнять обязанности координатора, распределять и согласовывать работу между членами проектной группы, заказчиком и представителем строительного надзора.
4. Гарантировать, что представляемая на рассмотрение представителю строительного надзора проектная документация последовательна, логична и выполнена в полном объѐме.
D101.3 Требования к проектировщику. Проектировщик должен соответствовать следующим квалификационным требованиям:
1. Знать основные принципы функционально-ориентированных норм и концепций.
2. Иметь соответствующую квалификацию, пройти обучение и иметь необходимый опыт функционально-ориентированного
проектирования.
3. Обладать навыками работы со средствами оценки рисков и опасных факторов в качестве метода расчѐта.
4. Применять задачи функционально-ориентированных норм и демонстрировать соблюдение норм с помощью проектной
документации и принятия необходимых решений.
5. Обладать высоким уровнем знаний в области проектирования, необходимым для функционально-ориентированных расчѐтов при проектировании конструктивных и вентиляционных систем, а также систем противопожарной защиты.
D101.4 Требования к эксперту. Эксперты должны соответствовать следующим квалификационным требованиям:
1. Иметь документы, подтверждающие квалификацию и практический опыт в соответствующей сфере, необходимые для
оценки рисков и безопасности работ, связанных с проектированием, эксплуатацией и особыми видами опасных факторов.
2. Иметь лицензию или регистрацию на ведение деятельности в соответствии с требованиями законодательства штата или
юрисдикции.
D101.5 Требования к компетентности экспертов. Генеральный проектировщик или представитель строительного надзора
несѐт ответственность за подбор компетентных экспертов, соответствующих данным требованиям, а также за привлечение лицензированных специалистов в соответствии с требованиями законодательства штата или юрисдикции. Данные требования относятся
к сотрудникам строительного надзора и/или к сторонним экспертам (см. пункты 103.3.6.2 и 103.3.6.3). Эксперты должны соответствовать следующим квалификационным требованиям:
1. Знать основные принципы, концепции и требования функционально-ориентированных норм.
2. Иметь образование в области функционально-ориентированного проектирования.
3. Быть компетентными в использовании оценки рисков и опасных факторов в качестве метода расчѐта.
4. Иметь опыт проведения экспертизы проектной документации, соблюдения расчѐтных требований и требований к документации, а также подтверждения выполнения проектных задач.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
44
5.
Обладать высоким уровнем знаний в области проектирования, необходимым для функционально-ориентированных расчѐтов при проектировании конструктивных и вентиляционных систем, а также систем противопожарной защиты.
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
Раздел E101. Общие положения
E101.1 Краткое описание. В данном приложении представлены рекомендации по надлежащему применению компьютерных
моделей.
Раздел E102. Требования
E102.1 Применение компьютерных моделей и документация к ним. При использовании в проектировании здания или сооружения компьютерных моделей необходимо соблюдение следующих требований:
1. Все работы по компьютерному моделированию должны выполняться под руководством проектировщика. Несмотря на то,
что законодательство штатов или органы власти не всегда требуют лицензирование или сертификацию оператора компьютерной модели (например, пожарной модели, модели по расчѐту конструкций, отоплению, вентиляции и энергоснабжению), оператор должен обладать знаниями и опытом для применения ограничений программы и задач функциональноориентированного проектирования в целях соблюдения требований функционально-ориентированных норм.
2. Данные о компьютерной программе необходимо представлять в качестве неотъемлемой части документации (например,
название программы, еѐ краткое описание, тип расчѐта и применения, входные и выходные значения и устройства ввода и
вывода программы с описанием, а также то, каким образом они используются при проектировании). Также следует предоставить сведения об уравнениях точных математических моделей и, если таковые имеются, подмоделей, неопределѐнностях, допущениях, ограничениях, области применения, и представить несколько примеров простых воспроизводимых исходных данных и эталонных тестов.
3. Необходимо представить исходные данные для обоснования того, почему определѐнные сценарии приняты или отклонены.
Раздел E103. Ответственность
E103.1 Ответственность проектировщика. Метод компьютерного моделирования является лишь средством ускоренного выполнения вычислений, который даѐт возможность осуществлять математические расчѐты, а также визуализировать результаты в
графическом виде. Проектировщик несѐт ответственность за сбор вышеуказанных и исходных данных, необходимых в качестве
неотъемлемой части представляемой на рассмотрение проектной документации.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
45
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NFPA 551
NFPA 551. «Руководство по анализу оценки пожарного риска»
NFPA 551. Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments
Издательство:
Национальная организация по противопожарной защите (NFPA), г. Куинси, штат
Массачусетс, США
National Fire Protection Association (NFPA),
Quincy, MA, USA
ISBN:
978-087765984-6
978-087765936-5
Формат:
29,7 х 21 см
Кол-во страниц:
33
Год издания:
2010
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
46
NFPA 551. «РУКОВОДСТВО ПО АНАЛИЗУ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА»
В данном приложении представлены выдержки из документа американской Национальной ассоциации по противопожарной
защите NFPA 551 «Руководство по анализу оценки пожарного риска» (NFPA 551 Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments)
[2]. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данного руководства. В начале приводится оглавление в целях
ознакомления читателей со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Административная часть
1.1 Область применения
1.2 Цель
1.3 Применение
1.4 Квалификация специалистов
1.5 Риск
Глава 2. Нормативные ссылки
2.1 Общие положения
2.2 Публикации Национальной ассоциации по противопожарной защите
Глава 3. Термины и определения
3.1 Общие положения
3.2 Официальные термины и определения Национальной ассоциации по противопожарной защите
3.3 Общие термины и определения
Глава 4. Анализ методов оценки пожарного риска
4.1 Общие положения
4.2 Заинтересованные лица
4.3 Роль компетентного органа в проведении проверки
4.4 Содержание оценки пожарного риска
4.5 Анализ неопределенности и неустойчивости
Глава 5. Методы оценки пожарного риска: выбор и анализ
5.1 Общие положения
5.2 Качественные методы
5.3 Полуколичественные методы оценки возможностей
5.4 Полуколичественные методы оценки последствий
5.5 Количественные методы
5.6 Технико-экономические методы оценки пожарного риска
Глава 6. Требования к информации
6.1 Общие положения
6.2 Информация общего характера
6.3 Вопросы, обусловленные методом
Глава 7. Документация
7.1 Общие положения
7.2 Отчет о концепции оценки пожарного риска
7.3 Полная проектная документация
7.4 Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию
7.5 Контроль соблюдения требований
Глава 8. Методы проверки оценки пожарного риска
8.1 Методы технической проверки
8.2 Методы проверки оценки пожарного риска
8.3 Вопросы для проверки
Приложение А. Дополнительные материалы
Приложение В. Справочная литература
Алфавитный указатель
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
47
ГЛАВА 1. АДМИНИСТРАТИВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Область применения
Данное руководство предназначено для оказания помощи преимущественно компетентным органам в проведении анализа
необходимости оценки пожарного риска и анализа еѐ выполнения для конкретной задачи пожарной безопасности. Несмотря на то,
что данное руководство обращено главным образом к представителям компетентных органов, оно адресовано и другим специалистам, осуществляющим проверку оценки пожарного риска, таким как представители страховых компаний и владельцы зданий.
1.2 Цель
Данное руководство нацелено на оказание помощи в проведении анализа методов оценки пожарного риска, используемых преимущественно в функционально-ориентированной нормативной среде. Несмотря на то, что руководство преимущественно предназначено для представителей компетентных органов, предполагается, что оно послужит полезным источником информации для любого специалиста, осуществляющего оценку пожарного риска. Данное руководство не указывает, какие методы обязательно использовать для демонстрации допустимого риска; скорее оно описывает процедуру технического анализа и документирования,
необходимую при анализе оценки пожарного риска.
1.3 Применение
Данное руководство предназначено для применения в оценке функционально-ориентированных решений, исследований, равнозначности норм, либо в анализе соответствия нормам, разработанным с использованием методов оценки пожарного риска.
1.4 Квалификация специалистов
В данном руководстве предполагается, что специалисты, осуществляющие оценку пожарного риска, должны документально
подтвердить свою квалификацию и предоставить эту информацию в компетентный орган. В зависимости от типа проводимой
оценки пожарного риска документация должна включать информацию об образовании специалиста, опыте проведения оценок пожарного риска и профессиональной регистрации. Форма документации должна отвечать требованиям компетентного органа в контексте действующих законов и норм.
1.5 Риск
1.5.1 Связанный с проектом риск представляет собой сумму рисков для всех возможных сценариев пожара с ущербом, но на
практике, как правило, рассматривается сокращенный вариант опасных факторов и сценариев пожара. Методы оценки пожарного
риска могут учитывать специфичные элементы риска или риск, связанный с отдельными видами опасных факторов. Далее риск
может измеряться с точки зрения отдельных заинтересованных лиц. В данном разделе указаны элементы риска, опасные факторы и
заинтересованные лица, которые могут учитываться по требованию компетентного органа. Вне зависимости от точности расчета
риска или метода представления заключения по оценке пожарного риска, критерии допустимого риска должны быть представлены
одинаково в целях определения того, соответствуют ли результаты анализа данным критериям полностью или частично (для различных категорий риска) или полностью не соответствуют. Требования к предоставлению другой необходимой информации устанавливаются заинтересованными лицами.
На понимание риска, и, следовательно, его допустимости влияют ценности заинтересованных лиц. В связи с этим, ценности заинтересованных лиц должны быть зафиксированы в системе показателей рисков, которые могут включать в себя безопасность,
имущество, прерывание коммерческой деятельности и «неосязаемую» собственность. Система показателей, связанная с этими ценностями, может включать в себя людей, попавших под воздействие, материальный ущерб в долларовом эквиваленте, площадь земли в акрах и т.д. Система показателей обычно выражена в виде соотношений (например, частота или вероятность возникновения в
течение заданного периода времени). Заинтересованные лица могут присваивать разную значимость заданному риску в зависимости от имеющейся у них перспективы. Каждый компетентный орган может иметь собственную значимость в зависимости от его
роли.
1.5.2 С точки зрения пожарной безопасности опасными факторами обычно являются пожар, взрыв, дым и токсичность продуктов горения. Вероятности пожара и связанные с ними последствия выводятся из сценариев пожара, связанных с этими опасными
факторами. Воздействие или ущерб по сценариям пожара выражены в системе показателей, связанной с ценностями, например, в
виде количества людей, подвергшихся воздействию на определенной территории в год.
ГЛАВА 2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
2.1 Общие положения
В руководстве даны ссылки на документы или их части, перечисленные в данной главе, и эти документы считаются частью рекомендаций данного руководства.
2.2 Публикации Национальной ассоциации по противопожарной защите
Национальная ассоциация по противопожарной защите, 1 Бэттеримарч Парк, Куинси, штат Массачусетс, 02169-7471.
1. NFPA 101A. «Руководство по альтернативным подходам к безопасности». Издание 2010 года.
2. NFPA 550. «Руководство по дереву концепций пожарной безопасности». Издание 2007 года.
3. «Руководство NFPA по противопожарной защите», 20-е издание, 2008 год.
4. «Руководство SFPE по противопожарному проектированию», 4-е издание, 2008 год.
ГЛАВА 3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
3.1 Общие положения
Определения, содержащиеся в данной главе, касаются терминов, используемых в данном руководстве. Если терминам не дано
определение в данной главе или другой главе, их следует понимать в соответствии с их общепринятыми значениями в контексте их
употребления.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
48
3.2 Официальные термины и определения Национальной ассоциации по противопожарной защите
3.2.1 Утвержденный – допустимый с позиции компетентного органа.
Примечание. Национальная ассоциация по противопожарной защите (NFPA) не занимается утверждением, проверкой или сертификацией каких-либо установок, процедур, оборудования или материалов, а также не занимается утверждением или оценкой
экспериментальных лабораторий. При определении соответствия критериям допустимости установок, процессов, оборудования
или материалов, компетентный орган вправе брать за основу соответствие критериям допустимости, представленным в руководстве Национальной ассоциации по противопожарной защите (NFPA), или других соответствующих стандартах. При отсутствии
таких стандартов, компетентный орган вправе требовать доказательства, подтверждающие надлежащую установку, процедуру или
эксплуатацию. Кроме того, компетентный орган может обратиться к практике учета или маркировки продукции, используемой в
организациях по оценке продукции, и таким образом сможет определить соответствие выпускаемой продукции необходимым стандартам.
3.2.2 Компетентный орган – организация, офис или специалист, ответственные за приведение в исполнение требований норм
или стандартов либо за утверждение оборудования, материалов, установки или процедуры.
Примечание. В связи с тем, что юрисдикции и уполномоченные органы, как и их полномочия, меняются, термин «компетентный орган» используется в документах Национальной ассоциации по противопожарной защите (NFPA) в достаточно широком значении. Если приоритетной задачей является обеспечение общественной безопасности, компетентным органом может являться министерство или представитель министерства на федеральном, местном, региональном уровне или уровне штата, такой как руководитель пожарного подразделения, руководитель пожарной службы, руководитель министерства пожарной безопасности, труда или
здравоохранения, представитель строительного надзора или надзора в сфере энергетики, или другие уполномоченные представители власти. В сфере страхования компетентным органом может являться представитель департамента по страховому надзору, бюро
оценки или другой страховой компании. В большинстве случаев полномочия компетентного органа берет на себя собственник или
его уполномоченный представитель. В государственных учреждениях компетентным органом может являться высшее должностное
лицо или представитель министерства.
3.2.3 Руководство – документ, являющийся рекомендательным или справочным по своей сути, содержащий необязательные
положения. Руководство может включать в себя обязательные положения, например, о случаях его применения, но в целом как
документ оно не подлежит утверждению в качестве закона.
3.2.4 Маркированный – оборудование или материалы, имеющие наклейку, символ или иной идентификационный знак организации, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции, которая проводит периодическое инспектирование производства маркированного оборудования или материалов, и с помощью маркировки которой производитель подтверждает соответствие требуемым стандартам или функционирование в соответствии с техническими условиями.
3.2.5 Включенный в перечень – оборудование, материалы или услуги, включенные в перечень, опубликованный организацией, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции или услуг, которая проводит периодическое инспектирование производства оборудования или материалов, включенных в перечень, или периодическую оценку услуг, чей перечень указывает на то, что оборудование, материал или услуга соответствуют требуемым специализированным стандартам, либо,
что они были испытаны и подтвердили свое соответствие конкретной цели.
Примечание. В зависимости от занимающейся оценкой продукции организации, существуют различные методы определения
внесенного в перечень оборудования. Некоторые организации не признают оборудование включенным в перечень, если оно не
промаркировано. Для определения внесенной в перечень продукции, компетентный орган должен использовать систему, применяемую данными организациями.
3.2.6 Должен (следует, необходимо) – указывают на рекомендательный характер, а не на требование.
3.3 Общие термины и определения
3.3.1 Критерии допустимости – это единицы измерения и пороговые значения, в соответствии с которыми проводится анализ
оценки пожарного риска.
3.3.2 Последствие – результат события, который может быть выражен в качественных или количественных показателях.
3.3.3 Детерминированная модель – модель, чьи выходные данные не являются вероятностями или распределениями вероятностей, т.е. в них не измеряется неопределенность.
Примечание. В детерминированной модели моделируемые величины рассматриваются как точно определенные, и целью модели является выполнение расчета данных величин. Например, в традиционной зонной детерминированной модели для пожаров в
помещениях, средняя температура слоя горячего газа в любой заданный момент времени рассчитывается как отдельное известное
значение.
3.3.4 Событие – возникновение определенной совокупности обстоятельств, будь то определенных или неопределенных, единичных или множественных.
3.3.5 Краткое описание (бриф) противопожарного проектирования – описание планируемого подхода к проекту, в которое
входит рассмотрение вопросов проведения оценки пожарного риска.
Примечание. Целью создания краткого описания (брифа) противопожарного проектирования является упрощение выполнения
анализа пожарного риска. Содержание краткого описания (брифа) противопожарного проектирования может меняться в зависимости от целей проекта. Например, если частью анализа является объединение сценариев пожара в группы, то в этом случае информация о группах сценариев не войдет в краткое описание (бриф) противопожарного проектирования. Желательно согласовать содержание и метод оценки пожарного риска перед выполнением оценки пожарного риска. Данный метод разработан и изложен в
«Техническом руководстве SFPE по функционально-ориентированной противопожарной защите» [7] и носит название краткого
описания (брифа) противопожарного проектирования.
3.3.6 Оценка пожарного риска – процедура определения риска, связанного с пожаром, при которой исследуется интересуемый
сценарий или сценарии пожара, вероятность их возникновения и потенциальные последствия. Для описания процедуры «оценки
пожарного риска», используемой в данном руководстве, в других документах могут использоваться иные термины, такие как «анализ пожарного риска», «пожароопасность», «анализ опасных факторов» и «анализ оценки пожароопасности».
3.3.7 Сценарий пожара – в данном документе термин «сценарий пожара» означает совокупность условий и событий, описывающих развитие пожара, распространение продуктов горения, реакции людей и воздействие продуктов горения.
Примечание. Сценарий пожара представляет собой описание течения пожара с определением основных событий, характеризующих и отличающих пожар от других возможных пожаров. Как правило, в сценарии описывается процесс возгорания и роста по-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
49
жара, стадия полностью развившегося пожара и стадия затухания. Также в сценарии описываются события, связанные со срабатыванием, отказом и функционированием оборудования и систем противопожарной защиты, программы управления и реагирование
людей.
3.3.8 Частота – среднее количество повторений события в течение заданного периода времени.
3.3.9 Возможность – частота, вероятность или их сочетание.
3.3.10 Метод – процедура или способ, помогающие в решении модели.
3.3.11 Модель – имитация события.
3.3.11.1 Вероятностная модель – модель, чьи выходные данные являются вероятностями или распределениями вероятностей.
Примечание. В вероятностной модели моделируемые величины рассматриваются как неопределенные, и целью модели является расчет степени неопределенности данных величин. Например, при рассмотрении доступности системы противопожарной защиты невозможно точно определить ее работоспособность в любой заданный момент времени. Для расчета зависящей от времени
вероятности работоспособности или неработоспособности системы можно использовать модель изменения состояний, представляющую различные состояния системы пожаротушения.
3.3.12 Вероятность – возможность события, выраженная числом от 0 до 1.
3.3.13 Риск – парные вероятности или последствия вероятных нежелательных событий, связанных с данным зданием или процессом.
3.3.14 Группа сценариев – группа сценариев, имеющих несколько (но не все) общих определяющих характеристик.
Примечание. В целях сокращения вычислительной работы при выполнении оценки пожарного риска используется метод объединения отдельных сценариев в группы сценариев пожара таким образом, чтобы была возможность рассмотрения более ограниченного количества сценариев пожара. Объединение зависит от поставленных задач. Примером характеристик, на основе которых
происходит объединение, может быть общий результат сценариев, общее инициирующее событие, общие дополнительные характеристики, такие как срабатывание спринклерных систем или использование материалов со сходными свойствами воспламеняемости.
3.3.15 Полуколичественные методы – методы, основанные на способности или необходимости количественного выражения
возможности или последствий пожара (пожаров).
Примечание. Некоторые методы основаны на выходных данных детерминированной модели пожара с входными данными, основанными на количественном выражении возможности различных типов пожара и/или пожаров при различных типах защиты. В
отличие от данных методов, внесение в модель пожара в помещении качественных входных данных из ряда сценариев пожара или
сценария пожара с граничными условиями, дает количественные результаты, определяющие последствия пожара.
3.3.16 Заинтересованное лицо – человек, группа людей или организация, которые могут повлиять на риск, на которых может
повлиять риск, или которые считают, что на них может повлиять риск.
3.3.17 Валидация – процесс определения правильности допущений и основных уравнений метода.
3.3.18 Верификация – процесс определения правильности расчетов или решений основных уравнений метода.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА
4.1 Общие положения
В данной главе рассматривается анализ методов оценки пожарного риска с описанием заинтересованных лиц, кратким обзором
процесса проверки, осуществляемой компетентным органом, области применения методов оценки пожарного риска, ограничений
оценки пожарного риска и неопределенности.
4.1.1 Методы оценки пожарного риска могут применяться как инструменты концентрации внимания на том, что является важным в плане пожарной безопасности. Когда результаты и полученные данные оценки пожарного риска рассматриваются в сочетании с другими факторами, такая процедура обычно называется принятием решений с учетом рисков. «С учетом рисков» означает,
что на принятие окончательного решения могут повлиять другие факторы, кроме риска. К таким факторам, кроме прочих, относятся правовые и социальные требования, нормы и стандарты, коэффициенты безопасности, затраты, приоритеты, глубокая и балансная защита.
4.1.2 Методы оценки пожарного риска имеют широкое применение при решении вопросов пожарной безопасности. Примеры
их применения показаны в таблице 4.1.2.
Таблица 4.1.2. Примеры применения методов оценки пожарного риска
Категория
Анализ проекта здания
Задачи в зависимости от конкретного
типа применения
Общее применение
Пример
Демонстрация соответствия функционально-ориентированному проекту
Демонстрация адекватности существующего здания
Демонстрация адекватности альтернативного проекта
Демонстрация улучшения пожарной безопасности здания
Демонстрация адекватности применения нового материала (например, материала для
обивки стула)
Определение требуемой защиты для транспортного средства, работающего на альтернативном топливе
Определение необходимого уровня защиты, который будет внесен в требования норм
или стандартов
Демонстрация улучшения пожарной безопасности
Определение потребностей на случай аварийного реагирования (например, укомплектованность пожарных подразделений персоналом)
Определение пожарного риска (типовое здание или местность в целом) для города,
округа или штата при установлении норм и правил
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
50
4.2 Заинтересованные лица
Заинтересованных лиц, которых интересует содержание и применение оценки пожарного риска, следует выявить на начальном
этапе процесса. К заинтересованным лицам относятся все те лица, которые имеют интерес к пожарному риску в плане финансов,
безопасности персонала, общественной безопасности или инспектирования. К заинтересованным лицам (среди прочих) относятся:
(1) инспектора;
(2) владельцы и управляющие зданием;
(3) персонал;
(4) персонал аварийно-спасательных служб;
(5) страховые компании;
(6) соседи;
(7) общество;
(8) инвесторы;
(9) группа проектировщиков и строителей;
(10) специалисты, осуществляющие оценку пожарного риска;
(11) жильцы/арендаторы.
4.2.1 При планировании необходимо учесть всех возможных заинтересованных лиц, особенно если интересы этих лиц вступают
в противоречие.
4.2.2 Заинтересованные лица должны принимать участие в формулировании целей оценки пожарного риска, чтобы удостовериться, что результаты оценки станут надежным и достоверным основанием для принятия решений.
4.3 Роль компетентного органа в проведении проверки
В данном руководстве предполагается, что проверка проекта проводится с использованием оценки пожарного риска согласно
пп.4.3.1 – 4.3.2.3.. Процедура проверки представлена на рис. 4.3.
4.3.1 Анализ оценки пожарного риска. Анализ оценки пожарного риска должен осуществляться при совместном участии заинтересованных лиц. Для корректного анализа оценки пожарного риска эксперта, осуществляющего анализ, следует ознакомить с
проектом как можно раньше.
4.3.2 Участие компетентного органа. Компетентный орган должен участвовать в следующих этапах процесса: определение
задачи и критериев допустимости, выбор метода, процесс проверки, подробная проверка и окончательное утверждение.
4.3.2.1 Определение процедуры проверки. Компетентный орган должен определить свою роль в непосредственной проверке
оценки пожарного риска. В зависимости от опыта в проведении проверки оценки пожарного риска и ресурсов компетентного органа, компетентный орган может взяться за проведение проверки либо поручить ее выполнение третьим лицам.
4.3.2.2 Подробная проверка. В ходе проверки оценки пожарного риска компетентный орган должен проверить, отражают ли
применяемые в анализе допущения, характеристики здания, характеристики населенности и характеристики пожара реальные
условия. Вопросы, которые следует учитывать, перечислены в п.8.3. Кроме того, должна быть проведена проверка моделирования,
которое применялось при оценке пожарного риска.
4.3.2.3 Окончательное утверждение. Окончательное утверждение оценки пожарного риска осуществляется компетентным органом.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
51
Создание проекта
Предварительное планирование с компетентным органом
Содержание и
разработка
Определение проблемы, включая
постановку цели
Критерии
допустимости
Предлагаемые
методы
Определение специалиста, осуществляющего
проверку
Подготовка и
сдача отчѐта
Проведение оценки
пожарного риска
Проведение проверки и анализа
Проверка
определения
цели проекта
(см. главу 4)
Подтверждение наличия ресурсов для проведения проверки (см.
главу 8)
Подтверждение критериев допустимости
(см. главу 4)
Методы анализа
проверки
(см. главу 5)
Проверка
информации
(см. главу 6)
Проверка
документации
отчѐта (см. главу 7)
Принятие или отказ
принять представленный проект
Рис. 4.3. Схема процесса проведения проверки
4.4 Содержание оценки пожарного риска
4.4.1 Определение целей и задач
4.4.1.1 Необходимо определить и документально зарегистрировать цель проведения оценки пожарного риска. Целью может
быть определение уровня риска в существующем здании или сооружении, определение методов снижения риска в существующем
здании или сооружении или определение методов, обеспечивающих такой уровень риска, который считается допустимым в новом
или реконструированном здании или сооружении. Задачи оценки пожарного риска могут быть связаны с риском для жизни (пользователей здания или пожарных), риском для имущества, риском для производства (например, ущербом, связанным с прерыванием
производственного процесса), риском для окружающей среды или риском утраты культурного наследия. Для новых и существующих зданий должны быть четко сформулированы задачи пожарной безопасности и надлежащего функционирования, которые
обычно основаны на характеристиках и функциях здания, а также на ожиданиях владельца здания в плане пожарной безопасности
в определенный период времени или на протяжении всего расчетного срока службы здания.
4.4.1.2 Побочные вопросы, выходящие за пределы оценки пожарного риска, или исключения из оценки пожарного риска могут
быть положены в основу дополнительных оценок риска, но не должны уводить оценку пожарного риска от ее конкретных задач.
4.4.2 Элементы риска. Должны быть охарактеризованы следующие элементы, влияющие на пожарный риск.
4.4.2.1 Должен быть определен объект, подвергающийся риску. К таким объектам может относиться любой из перечисленных
ниже объектов или все эти объекты вместе:
(1) Люди (пользователи здания, персонал, население, персонал аварийно-спасательных служб);
(2) Имущество (конструкции, системы, компоненты застроенной среды);
(3) Окружающая среда (национальные парки, памятники, опасные материалы);
(4) Объекты целевого назначения (наследие, непрерывность производственного процесса, информация / связь).
4.4.2.2 Должны быть охарактеризованы факторы пожара, к воздействию которых уязвим объект. К ним может относиться любой из перечисленных ниже факторов или их сочетание:
(1) Тепло (лучистое пламя, конвективные газы);
(2) Дым (снижение видимости, вдыхаемые, едкие/проводящие аэрозоли);
(3) Газы (токсичные, едкие).
Опасные для дыхательной системы факторы могут быть вызваны вдыханием загрязненного воздуха с содержанием ядовитых
частиц, паров, газов, ядовитого дыма или аэрозолей. Вдыхаемые аэрозоли классифицируются как дисперсные опасные факторы, к
которым относятся механические дисперсоиды, конденсационные коллоиды, пыль, распылители, пары, испарения, туман, дым и
смог. Как правило, критерии размеров частиц для вдыхаемых аэрозолей рассчитываются исходя из размера частиц в диапазоне от
0,1 до 10 микрон.
4.4.2.3 Следует охарактеризовать явления переноса, которые приводят к контакту факторов пожара с объектом, подвергающимся воздействию.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
52
4.4.2.4 Следует оценить реакцию подвергаемого воздействию объекта на результирующие факторы пожара для определения того, удовлетворены ли критерии допустимости.
4.4.3 Критерии допустимости.
4.4.3.1 Должна быть установлена система показателей, по которым фиксируются результаты таким образом, который облегчает
принятие решений.
4.4.3.2 Результаты могут быть достаточно относительными (например, по сравнению с исходными или со сравниваемыми альтернативными вариантами) или абсолютными (например, количество смертельных случаев в год). В этом контексте они могут быть
качественными или количественными.
4.4.3.3 Критерии допустимости могут быть выражены в форме количественного значения риска, сравнительного значения или
иных значений в зависимости от договоренности среди заинтересованных лиц и с компетентным органом. Форма критериев допустимости должна зависеть от задачи, связанной с риском, и должна влиять на выбор соответствующих методов оценки пожарного
риска.
4.4.3.4 Критерии допустимости должны быть установлены на этапе предварительного планирования. В зависимости от мнения
заинтересованных лиц критерии допустимости могут быть сконцентрированы на одном и более из следующих факторов:
1. Человеческие жертвы
2. Экологический ущерб
3. Материальный ущерб
4. Прерывание коммерческой деятельности
5. Затраты на внедрение программы управления рисками
6. Потеря репутации
7. Утрата доверия общества
8. Потеря сооружений и объектов, представляющих наследие и историческую ценность
4.4.3.5 Критерии допустимости могут быть основаны на одном из следующих пунктов:
(1) предписывающие требования;
(2) функциональные требования;
(3) иные согласованные критерии;
(4) стандарты и руководства.
4.4.3.6 Заключения оценки пожарного риска должны быть представлены таким образом, чтобы соответствовать ее задачам. Для
анализа проекта критерии должны указывать все риски, которые необходимо учесть, и то, как эти риски будут измерены. Критерии
могут быть заданы в абсолютных величинах или сравнениях с исходными данными. Они могут в дальнейшем задавать ограничения
вероятности, последствий или риска.
4.4.4 Методы
4.4.4.1 Выбор методов. Должно быть дано краткое описание примененного метода, и его соответствие задачам оценки пожарного риска должно быть документально зарегистрировано. Документация должна включать в себя краткое описание метода решения, численные расчеты (включая определение используемых единиц измерения) и определение источника или выведение всех
уравнений, которые не являются широко применяемыми.
4.4.4.2 Методы могут включать в себя разнообразные элементы в зависимости от определения задачи. Эти элементы могут быть
качественными или количественными и могут включать в себя детерминированные или вероятностные модели.
4.4.4.3 Каждый элемент метода следует применять правильно, учитывая область его применения и ограничения (см. главу 5).
4.4.5 Данные
4.4.5.1 Данные, используемые с выбранным методом, должны соответствовать требованиям и необходимому качеству, чтобы
обеспечить процесс принятия решений по определенной задаче (см. главу 6).
4.4.5.2 Содержание и ограничения входных данных должны быть четко указаны в документах.
4.4.5.3 Необходимо определить источники данных.
4.4.5.4 Должно быть дано четкое объяснение любых допущений или значений по умолчанию, используемых при отсутствии
данных.
4.4.5.5 Методы, данные и результаты оценки пожарного риска должны быть документально зарегистрированы, чтобы можно
было провести их проверку и произвести изменения в управлении или условиях, которые могут повлиять на риск возникновения
пожара (см. главу 6).
4.5 Анализ неопределенности и неустойчивости
Оценка пожарного риска должна включать в себя оценку неопределенностей моделей и методов и неопределенностей и неустойчивости применяемых допущений и данных. Такая оценка должна обеспечить обоснованную уверенность в том, что критерии
допустимости удовлетворены. Приведенные ниже положения характерны для анализа неопределенности и неустойчивости:
(1)
Неопределенность и неустойчивость. Неопределенность характеризуется как недостаток знаний, который можно восполнить в дальнейших исследованиях и испытаниях (например, теплоту сгорания конкретной породы дерева можно определить
с помощью проведения испытаний). Неустойчивость характеризуется случайными или стохастическими процессами, которые невозможно заведомо снизить или исключить (например, распределение людей по зданию или пожарная нагрузка в помещении).
(2)
Теория и пример неопределенности. Модели отражают реальность. Во многих моделях используются упрощающие допущения, а в некоторых сферах наблюдается недостаток научных знаний. Кроме того, в основе многих моделей лежат опытные
данные испытаний, проведенных в специальных условиях (например, при высоте потолка в диапазоне от 2,5 до 12 метров).
Применение таких моделей без соблюдения данных условий (например, в зонах с высотой потолка менее 2,5 или более 12
метров), представляет неопределенность.
(3)
Данные и примеры входных данных. Большая часть входных величин, используемых в расчетах пожарного риска, обусловлена неопределенностью. Для строго определенных систем разрешается наличие допустимых отклонений (например, температура активации спринклеров может варьироваться в пределах ±5% от номинальной температуры). Данные натурных испытаний представляют неопределенность в связи с тем, что не все события известны, а также обобщением небольшого числа экспериментальных точек.
(4)
Ограничения по расчетам. Некоторые модели являются более сложными. Если упрощенные модели подходят для решения
сравнительно несложных задач, то некоторые сферы применения требуют использования более сложных моделей. Следова-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
53
(5)
(6)
(7)
тельно, зависимость между сложностью используемой модели и сложностью сферы применения представляет неопределенность.
Выбор сценария пожара. Как правило, сценарии пожара представляют собой прогнозирование вероятных типов событий.
Степень точности отражения вероятных событий в сценарии пожара представляет неопределенность.
Неопределенность реагирования людей. Неопределенность возникает при прогнозировании в сценарии пожара вероятных
действий, которые могут предпринять люди.
Неопределенность оценки, восприятия и отношения к риску. Разные люди считают допустимым различный уровень риска.
Следовательно, неопределенность возникает при определении «допустимого» уровня риска.
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА: ВЫБОР И АНАЛИЗ
5.1 Общие положения
В данной главе представлены разные типы оценки пожарного риска, включая рекомендации по правильному выбору и применению различных типов методов и моделей оценки риска.
5.1.1 Концепции оценки пожарного риска. При анализе методов оценки пожарного риска необходимо рассмотреть следующие концепции оценки пожарного риска: риск, исходя из возможности и последствий, и содержание оценки пожарного риска, исходя из систем и сценариев пожара.
5.1.1.1 Возможность и последствия. Методы оценки пожарного риска должны анализировать возможность и последствия сценариев пожара, как описано ниже:
(1) анализ возможности может быть основан на прошлом опыте (например, статистике) достаточно понятных событий или на
сочетании имеющихся знаний и принятой математической обработке (субъективной) для менее понятных событий и там, где высоки значения неопределенности и неустойчивости.
(2) анализ последствий может быть основан на экспертных знаниях (например, балльной оценке рисков), вероятностном моделировании (например, прогнозе достижения безопасных или небезопасных условий на основе дерева безопасности) или детерминированном моделировании (например, прогнозе достижения безопасных или небезопасных условий на основе роста пожара, распространения дыма и эвакуации людей).
5.1.1.1.1 В зависимости от целей оценки пожарного риска анализ возможности и/или последствий может быть основан на изменениях, связанных с разными вариантами проектирования, а не на абсолютных значениях.
5.1.1.1.2 Одни методы могут пытаться оценить или сравнить изменение в возможности возникновения некоторых событий
(например, варианты проекта могут пытаться изменить вероятность возникновения события), вторые - оценить влияние разных
проектных решений на последствия (например, они допускают, что событие произойдет), третьи – оценивают и то, и другое.
5.1.1.1.3 Некоторые методы, такие как балльная оценка рисков, предлагают измерение относительного риска, который лишь
косвенным путѐм определяет возможность и последствия.
5.1.1.2 Содержание оценки пожарного риска: концепции и системы. В зависимости от цели оценка пожарного риска может
включать в себя оценку одной концепции противопожарной защиты или системы по общему уровню риска или оценку многих
концепций или систем по общему уровню риска, как описано ниже:
(1) оценка пожарного риска для одной системы включает в себя оценку влияния изменений на уровень риска при условии, что
эти изменения (такие как наличие или отсутствие спринклерной системы или системы пожарной сигнализации) произошли в одной
системе противопожарной защиты;
(2) оценка пожарного риска для многих систем включает в себя оценку влияния изменений на уровень риска при условии, что
эти изменения произошли в нескольких противопожарных системах, как активных, так и пассивных, а также с учетом таких факторов, как система эвакуации, характеристики пользователей здания, обучение и образование.
5.1.1.2.1 Оценка пожарного риска для одной системы может быть проведена на разных уровнях. Например, один уровень сложности включает в себя сравнение одной системы противопожарной защиты с другими аналогичными системами, рассматривая влияние изменений свойств системы (например, плотность воды или тип головки спринклера) на уровень риска. Другой уровень сложности необходим для сравнения эффективности одного типа системы автоматического пожаротушения с другим в зависимости от
их способности потушить пожар за определѐнный период времени.
5.1.1.2.2 Сравнения многих систем часто требуют относительно сложных методов, в которых общее влияние на пожарный риск
оценивается, основываясь на наличии, надежности и работе как пассивных, так и активных систем противопожарной защиты, а
также на других факторах, которые могут повлиять на общий риск.
5.1.1.2.3 Дерево концепций пожарной безопасности в стандарте NFPA 550 «Руководство к дереву концепций пожарной безопасности» [4] предоставляет подробный обзор концепций или систем, которые может потребоваться рассмотреть при оценке пожарного риска.
5.1.1.3 Содержание оценки пожарного риска: сценарии пожара. Оценка пожарного риска должна рассматривать риски, возникающие при всех потенциально значимых сценариях пожара. Использование аппроксимаций (например, риск, возникающий при
одном сценарии пожара, используется в качестве основы для оценки риска в случае широкого диапазона сценариев пожара) должно быть обоснованным в контексте задачи принятия решений.
5.1.1.4 Сценарий пожара. В зависимости от поставленной цели и задач оценки пожарного риска может возникнуть необходимость для метода оценки пожарного риска подробно оценить влияние варианта проекта на каждое событие в сценарии пожара,
чтобы оценить риск, связанный с этим вариантом. Ниже представлены примеры для типового сценария пожара:
(1) Возгорание. Сценарий часто основан на наиболее вероятном событии в конкретной обстановке, например, возгорание кровати от окурка сигареты в жилом помещении. Обучение по пожарной безопасности снизит вероятность возникновения такого события и связанных с ним рисков.
(2) Рост пожара. Сценарий основан на всех возможных вариантах протекания пожара от тлеющего пожара до вспышки. Системы противопожарной защиты, такие как спринклеры, деление на пожарные отсеки и механизмы автоматического закрывания
дверей, могут помочь сдержать эти пожары и снизить связанные с ними риски. Снижение риска зависит от надежности и эффективности систем пожарного контроля.
(3) Распространение дыма. Сценарий основан на распространении дыма в основные пути эвакуации и другие части здания. Системы противопожарной защиты, такие как противодымная защита и подпор воздуха в лестничные клетки, могут помочь сдержать
распространение дыма и снизить связанные с ним риски. Снижение рисков зависит от надежности и эффективности систем дымоудаления.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
54
(4) Воздействие пожара на пользователей здания. Сценарий основан на блокировании путей эвакуации дымом и огнѐм. Системы противопожарной защиты, такие как пожарная сигнализация, голосовая связь, беспрепятственные пути эвакуации и зоны безопасности, могут помочь предупредить людей об опасности на начальной стадии пожара и направить их либо на эвакуацию из здания, либо в конкретные зоны безопасности. Снижение риска зависит от надежности и эффективности систем оповещения и эвакуации.
(5) Сбой в работе пожарного подразделения. Сценарий основан на отсутствии реагирования или позднем реагировании пожарного подразделения. Своевременное уведомление пожарных и необходимые ресурсы пожарного подразделения помогают спасти
людей, которые не смогли самостоятельно выбраться из здания, или контролировать развитие пожара. Снижение риска зависит от
надѐжности процедуры уведомления и адекватности ресурсов пожарного подразделения.
5.1.1.5 Выбор сценариев пожара. Целью выбора сценариев пожара для анализа является найти ряд сценариев, которые в достаточной степени разнообразны и показательны с тем, чтобы анализ риска для этих сценариев охватывал общий пожарный риск
для данного здания. Сценарии могут быть объединены в группы сценариев. Из каждой группы сценариев выбирается один показательный сценарий в целях анализа последствий. Если возможности сценариев определены количественно, частота группы сценариев является суммой частот отдельных сценариев данной группы.
5.1.2 Методы оценки пожарного риска: категории
5.1.2.1 В таблице 5.1.2.1 представлены пять категорий методов оценки пожарного риска. В порядке увеличения сложности методы таковы:
(1) качественный метод;
(2) полуколичественный метод оценки возможностей;
(3) полуколичественный метод оценки последствий;
(4) количественный метод;
(5) технико-экономические методы оценки риска.
5.1.2.2 В таблице даны определения, типы выходных данных и примеры для всех пяти категорий.
Таблица 5.1.2.1. Категории методов оценки пожарного риска
Категория
Качественный метод
Определение
Обрабатывает как возможность, так и последствия в
качественных показателях
Полуколичественный
метод оценки возможности
Обрабатывает возможность в
количественных показателях, а
последствия - в качественных
Тип выходных данных*
Табличные данные о результатах и
относительной возможности различных сценариев пожара, а также
влияния на них различных вариантов противопожарной защиты
Определение частоты возникновения разных типов пожаров и/или в
зависимости от разных типов защиты
Полуколичественный
Обрабатывает последствия в Выходные данные детерминированметод оценки послед- количественных показателях, а ной модели пожара с обработкой
ствий
возможность - в качественных
возможности в качественных показателях
Количественный метод Объединяет количественную (1) определение ожидаемого ущероценку возможности и послед- ба; или
ствий
(2)
определение
вероятности
вспышки; или
(3) определение вероятности смертельных исходов в других помещениях или этажах здания; или
(4) диаграмма частоты относительно
количества смертельных случаев;
или
(5) диаграмма частоты относительно
величины ущерба; или
(6) определение возможности травм,
смертельных случаев, ущерба имуществу и прерывания коммерческой
деятельности; или
(7) определение индивидуального
риска (пользователям здания) и общественного риска (всему населению)
ТехникоВключают в себя определение (1) определение затрат, требующихэкономические методы затрат на альтернативные под- ся для достижения разных уровней
оценки риска
ходы по ограничению послед- снижения риска; или
ствий и/или возможностей
(2) определение «оптимального»
уровня противопожарной защиты,
основанного на сведении «общего
риска» к минимуму или на другом
показателе риска
* Перечисленные типы выходных данных являются показательными, а не всеобъемлющими.
Примеры
Анализ возможных вариантов («что, если…?»)
Матрицы рисков
Балльная оценка рисков
Дерево концепций пожарной
безопасности
Страховой анализ / статистический анализ убытков
Анализ дерева отдельного
события
Модели пожара в помещениях для выбранных сложных сценариев пожара
Методы оценки пожарного
риска для определения возможности плавления активной зоны ядерного реактора
Анализ дерева событий в
сочетании с моделями пожара
Вычислительные
модели,
включающие в себя комплексные данные о вероятности, последствиях и затратах
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
55
Качественные показатели могут использоваться в тех методах оценки пожарного риска, для которых приоритетной задачей является сравнение со стандартами. К методам, в которых используются качественные показатели, относятся контрольные списки и
анализ возможных вариантов («что, если…?»). Качественные показатели могут использоваться в методах оценки пожарного риска,
в которых производится сравнение рисков, представленных в базовом и альтернативном вариантах.
Количественные показатели могут также могут использоваться для установления и подтверждения соответствия критериям допустимости. Ниже приведены примеры допустимых количественных критериев:
(1)
Ожидаемая оценка риска (в долларах США)
(2)
Ожидаемое количество травм на единицу общей площади
(3)
Определенные системы количественной или балльной оценки риска
(4)
Ожидаемый риск для жизни
(5)
Процентное соотношение ущерба от пожара
(6)
Масштаб распространения пожара
5.1.3 Выбор методов. При выборе метода оценки пожарного риска для конкретного применения необходимо учитывать следующие факторы: цели заинтересованных лиц и критерии допустимости; содержание оценки пожарного риска; целевая аудитория и
лица, принимающие решения; нормативные и/или судебные вопросы; прецеденты подобного применения; имеющиеся в наличии
ресурсы и данные; ограничения по времени и расходам; квалификация персонала и потенциальная необходимость учета неопределенностей. Краткое пояснение к этим факторам приведено в пп.5.1.3.1 – 5.1.3.7.
5.1.3.1 Цели оценки пожарного риска. Перед выбором конкретного метода или категории необходимо четко сформулировать
цели оценки пожарного риска. Например, если цель заключается в том, чтобы осуществить предварительную оценку пожарного
риска для первоначального тестирования, тогда может быть достаточно использовать простой качественный метод. С другой стороны, если оценка проводится с целью дать окончательную оценку общего пожарного риска, тогда необходимо использовать количественный метод. Выбор конкретного количественного метода зависит от необходимости рассмотрения только одного показателя
или многих показателей риска, а также от того, входит ли в оценку учет затрат.
5.1.3.2 Содержание оценки пожарного риска. Содержание оценки пожарного риска рассматривается в п.5.1.1.2. Оно определяет, как оценка пожарного риска рассматривает многочисленные пожарные сценарии (например, должна ли оценка прямым образом включать в себя расчеты для различных сценариев пожара и связанных с ними рисков или ограничиваться оценкой выбранного
сложного сценария пожара или оценкой наиболее вероятного сценария пожара). Предполагается, что при выборе сложных сценариев пожара упор делается на тяжелые (и при этом достоверные) сценарии, которые всерьез проверяют на прочность особенности
спроектированной противопожарной защиты.
В данном руководстве термин «сложный сценарий пожара» используется вместо общепринятого термина «наиболее неблагоприятный сценарий пожара» в связи с тем, что в контексте оценки пожарного риска последний термин потенциально вводит в
заблуждение. Для большинства практических задач оценки риска определение «наиболее неблагоприятный» является произвольным, и при любом заданном условном сценарии с учетом последствий специалисты по оценке пожарного риска, как правило, могут
определить сценарии с неблагоприятными последствиями. Тем не менее, авторы данного руководства согласны с общим смыслом
термина «наиболее неблагоприятный».
5.1.3.3 Целевая аудитория. Результаты оценки пожарного риска, а следовательно, и выбранный метод оценки, должны согласовываться со знаниями и потребностями целевой аудитории.
5.1.3.4 Нормативные вопросы. Государственные нормы и правила могут требовать использования конкретных методов оценки пожарного риска. Например, существуют нормы и правила с максимально допустимым риском для некоторых типов зданий с
повышенным уровнем опасности, таких как атомные электростанции, приемные терминалы сжиженного природного газа и производственные помещения, в которых содержание некоторых воспламеняемых газов и паров превышает пороговое значение. Эти
нормы и правила определяют типы мер по снижению рисков, оценку которых необходимо осуществить, и часто описывают тип
метода, который следует использовать для проведения анализа.
5.1.3.5 Прецеденты. Соответствующие прецеденты, возникшие в результате успешного проведения оценок пожарного риска,
могут использоваться в качестве основы при выборе методов оценки пожарного риска. Эти прецеденты облегчают выбор подходящей категории методов оценки пожарного риска для аналогичных случаев применения. Например, анализ вероятностей вызванного
пожаром плавления активной зоны ядерного реактора на атомных электростанциях осуществляется с использованием сочетаний
анализа дерева отказов и дерева событий. Эти анализы обычно проводят и представляют как количественные методы оценки пожарного риска.
5.1.3.6 Квалификация персонала. При анализе оценки пожарного риска следует рассмотреть квалификации специалистов,
осуществляющих оценку. Знания и опыт персонала в понимании проблемы рисков и осуществлении соответствующего типа оценки пожарного риска являются важными факторами, требующими рассмотрения.
Качественные методы требуют тщательной технической оценки. Помимо проводимой аналитической работы по качественным
методам оценки пожарного риска, техническая оценка также основывается на опыте, который в свою очередь формируется за счет
участия специалистов в опытных испытаниях, реальных пожарных мероприятиях, расследованиях происшествий, моделировании
систем и наличия соответствующего образования. При разработке оценки пожарного риска в основной части работы по качественным методам используется командный подход, позволяющий гарантировать наличие соответствующего разностороннего опыта.
Для любого качественного метода оценки пожарного риска одним из требований является наличие, как минимум, у одного из специалистов большого опыта работы по выбранному методу анализа риска.
Качественные методы, в особенности те, по которым разработана строго определенная методология и проведена ее экспертная
оценка, требуют наличия большого технического опыта. Некоторые аналитические работы требуют наличия специализированных
знаний в различных областях. К примерам таких знаний относится:
(1)
Реакция людей на специфичный ядовитый газ
(2)
Реакция монтажных плат на высокую влажность и дым
(3)
Инженерная экономика
(4)
Статистические данные
Как и в случае с качественными методами, командный подход может гарантировать качество оценки пожарного риска.
5.1.3.7 Неопределенности. Оценка пожарного риска должна рассматривать неопределенность и неустойчивость, связанные с
определением риска. В одних случаях неопределенность и неустойчивость рассматриваются с помощью качественных методов
(возможно, на основе уровня достоверности), в других – с помощью количественных. Необходимость количественной оценки продиктована потребностями задачи принятия решений, которую рассматривает оценка пожарного риска. Количественные оценки
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
56
могут быть особенно полезны в сложных ситуациях, когда трудно оценить совокупные воздействия неопределенностей в разных
частях оценки пожарного риска.
5.1.4 Методы оценки пожарного риска: учитываемые факторы. При анализе правильного применения различных методов
оценки пожарного риска необходимо учитывать факторы, указанные в пп.5.1.4.1 – 5.1.4.9. Обсуждение учитываемых факторов для
различных методов приведено в пп.5.4-5.6.
5.1.4.1 Типы и общие признаки методов. Методы должны учитывать полный спектр возможных сценариев пожара в соответствии с п.5.1.1.4. Каждый сценарий пожара имеет разную вероятность возникновения и представляет разный уровень опасности
для пользователей здания. В связи с этим, правильная оценка риска должна включать в себя все возможные сценарии пожара и
обеспечивать основу для отсеивания или выбора сценариев. Кроме того, методы должны включать в себя оценку капитальных затрат и эксплуатационных расходов на систему противопожарной защиты, а также ущерб, нанесенный пожаром в результате возможного распространения пожара в здании.
5.1.4.2 Доступность, качество и применимость методов. Необходимо учитывать общедоступность метода или, иными словами, как метод может быть получен пользователем. Собственные или малоизвестные методы может быть сложно проверить и верифицировать. Необходимо определить качество метода или, иными словами, насколько метод основан на противопожарном проектировании (на основании документации и анализе его применений). Необходимо оценить применимость или пригодность метода в
соответствии с содержанием оценки пожарного риска, как описано в п.4.4.1, в целях определения условия (такого как тип здания),
при котором данный метод может быть применен.
5.1.4.3 Входные данные. Входные данные или необходимые значения для параметров требуются до того, как можно будет
применить метод, и они должны рассматриваться как с точки зрения необходимого количества данных, так и с точки зрения доступности этих данных. Если в методе применяются значения по умолчанию, когда не вводятся конкретные значения, эти значения
по умолчанию должны оцениваться как часть допущений.
5.1.4.4 Допущения. Методы должны четко описывать допущения, используемые в модели. Допущения помогают пользователю
увидеть, можно ли использовать модель и связанный с ней метод для конкретного применения.
5.1.4.5 Оценка надежности, доступности и эффективности.
5.1.4.5.1 Методы оценки должны касаться вопросов надежности, доступности и эффективности противопожарной защиты и
других основных систем как одной из частей оценки пожарного риска. Эти элементы необходимы для оценки возможности успешного применения стратегий снижения риска.
5.1.4.5.2 Эффективность противопожарного оборудования, свойств, программ и процедур изменяется с течением времени.
Оценка пожарного риска должна учитывать, каким образом эти изменения могут влиять на риск.
Для эффективной работы оборудование должно быть надежным и работоспособным. При оценке пожарного риска должны
учитываться оба эти фактора. Надежные устройства, если они часто отключены, и системы высокой готовности с низким уровнем
надежности, не выполняют защитную функцию. Как правило, уровень надежности некоторых систем защиты со временем, под
воздействием окружающей среды или в зависимости от наработанных часов, снижается. Для некоторого оборудования, в особенности электронного, на ранней стадии характерны отказы в период приработки с последующим продолжительным периодом редких отказов вплоть до момента выработки полного ресурса, сопровождающегося увеличением частоты отказов. Для других систем,
например, противопожарных преград, снижение надежности характерно в процессе эксплуатации здания, но при наличии комплексных программ технического обслуживания можно поддерживать их надежность на должном уровне. При оценке пожарного
риска должны рассматриваться и решаться такие вопросы, как поддержание должного уровня эффективности работы оборудования, программ и процессов.
5.1.4.6 Неопределенность и неустойчивость. Методы должны помогать в оценке важности входных параметров и допущений
и неопределенности выходных данных (см. пп.5.1.3.7, 5.4.6 и 5.5.6).
5.1.4.7 Выходные данные. Выходные данные как прогнозы метода следует рассматривать как с точки зрения того, насколько
они соответствуют содержанию оценки пожарного риска, так и с точки зрения того, насколько четко они выражены.
5.1.4.8 Полнота, надѐжность и глубина моделей. При выборе, применении и проверке методов оценки пожарного риска необходимо учитывать, насколько хорошо модель охватывает все определяющие параметры, насколько безотказно может работать основанный на модели метод, и насколько хорошо модель и связанный с ней метод охватывают весь спектр факторов, входящих в
оценку пожарного риска.
5.1.4.9 Валидация метода. Хотя валидация метода оценки пожарного риска сложная, поскольку прогнозирование маловероятных событий требует наличия большой базы данных и длинной временной шкалы, при выборе метода следует учитывать шаги,
предпринятые для валидации метода. Валидация метода может быть осуществлена путем: 1) сравнения смоделированной с его
помощью вероятности со статистическими данными или опытом; и 2) сравнения смоделированных с его помощью последствий с
экспериментальными данными или другим математическим моделированием, прошедшим валидацию.
5.2 Качественные методы
Качественные методы являются инструментами, используемыми в процессе оценки пожарного риска, но не рассматривающими
в количественном выражении ни последствия, ни возможность. Они не являются методами оценки пожарного риска с точки зрения
данного руководства до тех пор, пока не будут учтены как последствия, так и возможности. Качественные методы часто применяются для разработки сценариев в целях использования с другими методами оценки пожарного риска.
5.2.1 Анализ возможных вариантов («что, если…?»). Анализ возможных вариантов («что, если…?») представляет собой
спонтанный мозговой штурм, помогающий выявить события, которые могут привести к неблагоприятным последствиям. Метод
включает в себя исследование возможных отклонений от критериев проектирования, строительства, модифицирования или эксплуатации. Вопросы «что, если» формулируются, исходя из базового понимания того, что должно происходить, и что может пойти не
так, как надо. Например, «Что, если пожарный насос не сработает?» Цель заключается в том, чтобы определить последовательность возможных аварийных событий и на основе этого выявить опасные факторы, последствия и иногда потенциальные методы
снижения риска. Данный способ отличается от других способов выявления опасных факторов присущим ему неструктурированным форматом и использованием вопросительной формы «что, если…?». Выходные данные обычно представлены в табличной
форме в виде повествовательного перечисления потенциальных аварийных ситуаций без ранжирования и количественных выкладок.
Ответ на вопрос «что, если…?» должен описывать состоящий из событий сценарий. Необходимо четко фиксировать результат
сценария при отказе или сбое систем. Последствие, как физический эффект или воздействие, необходимо рассчитывать при условии нормального режима работы всех пассивных и активных систем управления и противопожарной защиты (например, систем,
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
57
для работы которых необходимо наличие электроэнергии, механической энергии или контроль со стороны специалистов). При
оценке последствий предпочтительно учитывать результат при условии отказа всех активных систем и нормальной работы пассивных систем. При необходимости, возможности воздействия каждого последствия следует определять совместно с указанием рекомендаций по мерам предотвращения, контроля и снижения последствий.
5.2.2 Контрольные списки. Контрольный список является перечислением конкретных моментов для определения известных
типов опасных факторов, конструктивных недостатков и возможности возникновения и последствий потенциальных пожаров. Выявляемые моменты сравниваются с соответствующими стандартами.
Контрольные списки, в которых не рассматриваются возможность и последствие, не должны использоваться в качестве метода
оценки пожарного риска. Контрольный список должен быть комплексным и относиться к специфичной оценке. Контрольные списки следует использовать строго в рамках области их применения. Контрольные списки должны рассматривать интеграцию различных функций защиты без ограничения концентрации внимания на каждом отдельном пункте. Все пункты контрольного списка не
обязательно должны иметь одинаковую степень важности.
5.2.3 Дерево концепций пожарной безопасности, предложенное Национальной ассоциацией по противопожарной защите
(NFPA). В стандарте NFPA 550 «Руководство по дереву концепций пожарной безопасности» [4] приведена схема ветвления, демонстрирующая связи между стратегиями противопожарной защиты и стратегиями контроля за ущербом от пожаров. Она задает
общую структуру, позволяющую проанализировать потенциальное влияние стратегий пожарной безопасности, таких как конструкция, воспламеняемость содержимого, защитные устройства и эвакуация пользователей здания. Она помогает выявить пробелы и зоны избыточности в противопожарной защите при принятии решений по противопожарному проектированию.
5.2.3.1 Дерево концепций пожарной безопасности отражает все элементы, которые могут рассматриваться при оценке пожарной
безопасности, и взаимосвязи между этими элементами. Дерево помогает исследовать все аспекты пожарной безопасности путем
постепенного логического перемещения по различным концепциям и демонстрирует, как каждый из них может влиять на достижение задач пожарной безопасности.
5.2.3.2 Дерево качественно разграничивает возможности (ветвь дерева «профилактика возгорания») и последствия (ветвь дерева
«контроль за пожаром»). Выходные данные представлены одной или несколькими совокупностями стратегий пожарной безопасности, которые наглядно отвечают задачам.
5.2.4 Балльная оценка рисков. Системы балльной оценки пожарного риска являются эвристическими моделями пожарной
безопасности. Они включают в себя различные процессы анализа и количественной оценки опасных факторов и других характеристик систем в целях осуществления быстрой и простой оценки относительного пожарного риска. Системы балльной оценки пожарного риска также носят название шкал оценки, методов выставления баллов, ранжирования, численной классификации и количественной оценки. На основе профессиональной оценки и накопленного опыта балльная оценка пожарного риска устанавливает
значения для выбранных переменных, представляющих как положительные, так и отрицательные особенности пожарной безопасности. Затем выбранные переменные и предписанные значения обрабатываются с помощью некого сочетания арифметических
функций до получения единого значения, которое сравнивается с другими аналогичными оценками или стандартом. Вероятно,
самым распространенным подходом по балльной оценке пожарного риска являются системы оценки пожарной безопасности в документе NFPA 101A «Руководство по альтернативным подходам к безопасности» [3]. Многие другие виды описаны в «Руководстве
SFPE по противопожарному проектированию» [6].
5.2.5 Матрица рисков. Метод матрицы рисков был разработан в шестидесятые годы 20 века в качестве техники безопасности
для военных систем и в настоящее время представлен в стандарте MIL-STD-882D «Стандартная практика по безопасности систем»
[8]. В данном методе каждому опасному фактору присваивается степень вероятности и степень тяжести последствий. Таблицы
5.2.5 (а) и (b) представляют собой сокращенные варианты соответствующих таблиц стандарта MIL-STD-882D.
Вероятность
Часто
Возможно
Редко
Маловероятно
Вероятность ничтожно мала
Степень тяжести
Незначительная
Допустимая
Критическая
Катастрофическая
Таблица 5.2.5 (а). Степени вероятности
Описание
Вероятность частого возникновения события (p > 0,1)
Вероятность возникновения события несколько раз в течение срока службы системы (p >
0,001)
Малая вероятность возникновения события в течение заданного срока эксплуатации системы
(p > 10-6)
Вероятность возникновения события настолько мала, что допускается, что оно не произойдет
(p < 10-6)
Вероятность возникновения события практически равна нулю (p ~ 0,0)
Таблица 5.2.5 (b). Степени тяжести последствий
Воздействие
Ущерб настолько мал, что он не оказывает ощутимого влияния на здание, его функционирование или на окружающую среду.
Зданию причинен несущественный ущерб, что приводит к необходимости временного частичного прекращения его функционирования. Для полного восстановления функционирования здания требуются незначительные финансовые вложения. Существует вероятность
причинения незначительных травм людям. Вследствие пожара локально нанесен вред окружающей среде.
Зданию причинен значительный ущерб, что приводит к необходимости полного прекращения его функционирования. Для полного восстановления функционирования здания требуются значительные финансовые вложения. Существует вероятность гибели людей и причинения значительных травм. Вследствие пожара нанесен значительный обратимый вред
окружающей среде.
При пожаре наблюдаются единичные или многочисленные жертвы и травмы среди людей,
или причинен катастрофический ущерб функционированию здания, что приводит к длитель-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
58
ному или окончательному закрытию здания. После пожара здание немедленно прекращает
функционирование. Вследствие пожара нанесен значительный необратимый вред окружающей среде.
Как показано на рис. 5.2.5, в матрице рисков используются степени вероятности и степени тяжести последствий, чтобы представить ось двумерной матрицы рисков. Матрица рисков демонстрирует, что опасные факторы, вероятность которых ничтожно
мала, а последствия незначительны, представляют собой низкую степень риска, в то время как часто случающиеся опасные факторы с более тяжелыми последствиями представляют высокую степень риска.
Часто
Возможно
Редко
Маловероятно
Вероятность ничтожно мала
Незначительная
Допустимая
Критическая
Катастрофическая
Обозначение (риск)
Низкая
степень
риска
Средняя
степень риска
Высокая степень риска
Рис. 5.2.5. Матрица рисков
Примечание. Анализ возможных вариантов («что, если…?») является полностью качественным методом, так как в нем целенаправленно исключаются количественные расчеты. Дерево концепций пожарной безопасности представляет собой структурированный графический неколичественный подход. Балльная оценка пожарного риска представляет собой количественный метод, при
котором специально не различается возможность и последствие, и производится количественный расчет относительного риска.
Метод матрицы рисков является потенциально количественным, тем не менее, как правило, он основывается на субъективной шкале оценки возможности и последствия, которая не всегда связана с конкретными числовыми значениями.
5.3 Полуколичественные методы оценки возможностей
Полуколичественные методы оценки возможностей предназначены для расчета оценки возможностей сценария пожара, основанного на качественно определенной последовательности. В качестве примера можно привести оценку пожарного риска, при которой рассчитывается возможность возникновения события, например, вспышки или неконтролируемого пожара без расчета последствий. Вероятность неконтролируемого пожара рассчитывается на основе данных о возгорании, верном или неверном разделении на пожарные отсеки, информации о спринклерах, но в этом случае отсутствует подробный расчет ущерба от пожара.
5.3.1 Тип и общие признаки метода. Полуколичественные методы используют вероятностные статистические модели или статистические модели прогнозирования убытков и сетевые модели, включая модели автономного анализа методом дерева событий.
5.3.1.1 Для поддержания выбранных сценариев пожара при функционально-ориентированном проектировании может быть
предпринят статистический анализ. Статистические данные могут определять возможность и последствия различных сценариев
пожара в данном типе здания. Эти данные могут указывать время суток или недели возникновения пожаров, что позволяет установить число людей, подверженных риску воздействия пожара. Сценарии пожара могут быть ограничены оценкой возможности и
использоваться в качестве определяющего фактора при выборе соответствующих расчетных сценариев пожара.
Для анализа пожарного опыта в США доступны следующие объемные базы данных: Национальная система отчетности о пожарах (NFIRS) под руководством Пожарного управления при Федеральном агентстве по чрезвычайным ситуациям США
(FEMA/USFA), база данных Организации по сбору данных о пожарах (FIDO) Национальной ассоциации по противопожарной защите (NFPA), а также Отчеты пожарных подразделений, изучаемые Национальной ассоциацией по противопожарной защите
(NFPA). Важно отметить, что любые данные имеют специфические ограничения и погрешности, которые необходимо учитывать
при выполнении анализа.
5.3.1.2 Сетевая модель графически представляет пути, по которым протекает информация. Она представлена в виде связанных
точек, или узлов, и соединительных линий, связывающих два узла (как правило, пересекая другие узлы) или пути.
5.3.1.2.1 Дерево представляет собой особый тип сетевой модели, в которой только один путь соединяет два узла. Дерево событий, являющееся простейшей и одной из наиболее эффективных вероятностных моделей, представляет собой модель последовательности вероятных состояний системы и соответствующих событий, ведущих к этим состояниям.
5.3.1.2.2 Каждому пути предписывается вероятность, и предполагается, что события происходят независимо друг от друга, и
вероятность по каждому пути умножаются для расчета вероятности последствий.
5.4 Полуколичественные методы оценки последствий
Полуколичественные методы оценки последствий предназначены для качественной оценки возможности и расчета последствий. В качестве примера можно привести оценку пожарного риска, при которой рассчитывается возможность реализации задан-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
59
ного сценария пожара например, низкая, средняя или высокая вероятность, а также рассчитываются результаты или последствия
данного сценария пожара.
5.4.1 Типы и общие признаки метода. В основе полуколичественного метода оценки последствий заложено применение детерминированных моделей пожаров в помещении для сложных сценариев пожара.
5.4.1.1 Данные об убытках могут быть проанализированы для установления прогнозируемых переменных для убытков в будущем. Такие методы, как метод экстраполяции понесенных убытков, метод экстраполяции оплаченных убытков и метод «Страхования и понесенных, но не заявленных убытков», предложенный Борнхуеттером и Фергюсоном (Bornhuetter, Ferguson) могут использоваться для прогнозирования предельных убытков, при наступлении страхового случая. Результаты каждого метода часто усредняются для выявления предельных прогнозируемых убытков. Эти типы статистического анализа специальных данных убытков
обеспечивают полуколичественные величины последствий при наступлении страхового случая.
Для анализа пожарного опыта в США доступны следующие объемные базы данных: Национальная система отчетности о пожарах (NFIRS) под руководством Пожарного управления при Федеральном агентстве по чрезвычайным ситуациям США
(FEMA/USFA), база данных Организации по сбору данных о пожарах (FIDO) Национальной ассоциации по противопожарной защите (NFPA), а также Отчеты пожарных подразделений, изучаемые Национальной ассоциацией по противопожарной защите
(NFPA). Важно отметить, что любые данные имеют специфические ограничения и погрешности, которые необходимо учитывать
при выполнении анализа.
5.4.1.2 Модели пожаров в помещении предназначены для прогнозирования взаимодействия сложных пожарных процессов, одновременно происходящих в помещении. Данные модели обеспечивают оценку отдельных событий, таких, как рост пожара, рост
температуры, дымообразование и перемещение дыма. Применение модели к нескольким комнатам или к одной только комнате
возникновения пожара представляет собой два разных подхода. Данные модели должны применяться с участием компьютера, поскольку они содержат множество математических выражений.
5.4.2 Доступность, качество и пригодность методов. Выделяются два общих класса моделей для компьютерного расчета развития пожара в помещении: вероятностный и детерминированный. Вероятностные модели, также известные как модели переходного состояния, используют математические правила и вероятности в течение ряда последовательных событий или состояний для
оценки роста пожара. Детерминированные модели, также известные как модели пожаров в помещении, компьютерные модели пожаров или математические модели пожаров используют взаимосвязанные выражения, основанные на физических и химических
свойствах для оценки дискретных изменений какого-либо физического параметра в контексте его воздействия на пожарную опасность.
5.4.2.1 Выделяются два общих типа детерминированных моделей: зонные модели и полевые модели. Зонные модели, или модели контрольного объѐма, предназначены для решения уравнений сохранения для отдельных районов и представляют собой наиболее распространенный тип физически обоснованной пожарной модели. Полевые модели условно разделяют зону помещения на
трехмерную сетку, состоящую из небольших кубиков, и рассчитывают физические условия при помощи основных уравнений массы, импульса и энергии в каждом кубике как функцию времени. Полевые модели позволяют пользователю выявить условия в любой точке помещения.
5.4.2.2 Детерминированные модели пожара в помещении доступны в нескольких источниках. Зонные и полевые модели, такие
как CFAST и FDS, бесплатно предоставляются в Министерстве торговли США, Национального института стандартов и технологий
(NIST). Другие модели для помещений, такие как JASMINE предоставляются платно. На указанном сайте в сети Интернет приведен список доступных на данный момент моделей пожара: www.firemodelsurvey.com.
5.4.3 Входные данные. Входные данные для детерминированных моделей пожаров включают геометрию комнаты и здания,
данные тепловыделения и горения, теплофизические свойства ограждающих поверхностей, показатели скорости образования продуктов горения, параметры вентиляции и окружающие или атмосферные условия.
5.4.4 Допущения. Для отдельных моделей часто могут быть свойственны ограничения. Также существуют ограничения для
применения конкретных данных в качестве входных данных для модели. Соответственно, часто возникает необходимость делать
допущения, с целью восполнить разрыв между ограничениями и целями моделирования.
5.4.4.1 Детерминированные модели, используемые для прогнозирования поведения пожара в помещении, имеют ограничения
во многих аспектах, включая подход к оценке геометрии помещения, внутренней отделки и средств пожаротушения. В основе моделей прогнозирования активации спринклерных систем лежит условие, согласно которому потолок должен быть гладким и плоским, что часто не соответствует условиям конкретных моделей. Модели не могут точно оценивать воздействие свойств внутренней
отделки, как в отношении отдачи тепла ограничивающим поверхностям, так и в отношении того, насколько она способствует росту
пожара. Воздействие активированной спринклерной системы в пожарном отсеке имеет сложный характер и может быть смоделировано не сразу. Во всех случаях, важно учитывать ограничения каждой модели и оговаривать допущения, количественно или качественно, необходимые для соотнесения параметров анализа ограничений модели.
5.4.4.2 Правильность данных имеет ключевое значение, как при вероятностном, так и при детерминированном моделировании.
Часто специальных данных бывает недостаточно, чтобы удовлетворить требования анализа. В результате возникает необходимость
делать допущения, чтобы получить необходимые входные данные для модели. Допущения в данных могут быть получены в результате применения методов интерполяции или экстраполяции других соответствующих данных или из других корреляционных
методов. Такие допущения должны быть четко оговорены. Кроме того, такие допущения должны пройти проверку на оценку чувствительности и быть учтены в неопределенности анализа.
5.4.5 Оценка надежности (зарезервировано).
5.4.6 Неопределенность.
5.4.6.1 Неопределенность моделей пожаров в помещении может быть представлена несколькими способами. Численная неопределенность, представленная в модели, включает допущения модели (такие, как отдельная двухслойная среда в зонных моделях), одну или несколько расчѐтных программ для модели и чувствительность отдельных переменных. Другая неопределенность
может быть результатом допущений пользователя во вводных данных и использования модели за пределами указанных ограничений валидации.
5.4.6.2 Неопределенность, получаемая в методах статистического анализа, зависит от качества статистических данных. Необходимо рассматривать такие вопросы, как надежно ли были собраны и записаны данные, были ли они всеобъемлющими, и имело ли
место влияние субъективной погрешности.
5.4.7 Выходные данные. Выходные данные моделей пожаров в помещении включают профили распределения температур,
концентрации продуктов горения и плотность дыма. В зависимости от модели данные могут быть выражены численно и/или графически.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
60
5.4.8 Полнота, надѐжность и глубина моделей (резервный).
5.4.9 Валидация метода. Большинство моделей пожаров в помещении разрабатываются в соответствии с диапазоном данных
исследований пожаров. Хотя модели часто базируются на основных принципах химии и физики, они должны быть «подогнаны» к
данным. Следовательно, важно учитывать, чтобы модель использовалась для анализа тех сценариев пожара, которые соответствуют диапазону данных используемых для разработки и валидации модели. Действующий диапазон данных, как правило, указывается в руководстве по эксплуатации модели.
5.4.10 Требования заинтересованных лиц (резервный).
5.5 Количественные методы
Количественные методы представляют собой средства, используемые в процессе оценки пожарного риска, и количественно
оценивающие последствия и возможности сценариев пожара. Они представляют собой методы оценки пожарного риска, предусмотренные в данном руководстве.
В течение срока службы здания могут происходить различные события, при этом вероятность возникновения некоторых из них
выше, чем других. Некоторые события не всегда, но могут оказывать разрушительное воздействие на здание. Рациональный проект
должен позволять достичь поставленных целей и задач при любом типовом или стандартном расчетном сценарии пожара, а также
при нестандартных и потенциально разрушительных сценариях пожара до уровня, соответствующего ожиданиям общества.
5.5.1 Типы и общие признаки методов. Разумный выбор групп сценариев пожара позволяет управлять процессом оценки пожарного риска. При необходимости, соответствующие пары последствий-частоты могут быть проанализированы в качестве итоговой множественной количественной оценки пожарного риска (см. пункт 5.6). Как вариант, может быть принят критический уровень последствий, позволяющий упростить процесс оценки пожарного риска. Оценка будет являться одним из показателей превышения критического уровня отдельной группой сценариев пожара. Может быть произведена оценка частоты групп сценариев пожара, превышающих критический уровень. Сумма частот составит частоту, при которой определенная величина последствий будет
превышена.
5.5.1.1* Выбор сценариев пожара. Основная сложность в выборе сценариев пожара для анализа заключается в том, чтобы выделить поддающееся управлению количество разнообразных и показательных сценариев. Если проект окажется достаточно безопасным для этих сценариев пожара, то он должен быть безопасен и для других сценариев, кроме тех, которые специально исключаются, будучи нереально требовательными или крайне редкими, чтобы предоставить справедливую оценку проекта.
Приведем пример типового сценария пожара. В гостиной лампа соприкасается со шторой, в результате чего штора загорается.
Датчик дыма отключен, и потому жители квартиры продолжают пребывать в состоянии сна. Горящая штора падает на стул, что
приводит к распространению пламени. Скорость выделения тепла от стула повышает температуру в комнате настолько, что происходит вспышка. Закрытая дверь в спальню препятствует распространению дыма. От звука разбившегося стекла, жители квартиры
просыпаются. Пожар и опасные условия в гостиной препятствуют эвакуации. Жители дома покидают квартиру по альтернативному пути эвакуации – через окно второго этажа над козырьком у входа в подъезд.
Приведем пример типовой группы сценариев пожара. В то время, пока жители дома спят, происходит возгорание. Датчик дыма
не срабатывает и не активирует пожарную сигнализацию. В комнате возгорание переходит на стадию вспышки, блокируя основной
выход. Дверь в спальню закрыта, поэтому жители напрямую не подвержены воздействию пожара. Во время пожара жители просыпаются и покидают квартиру по альтернативному пути эвакуации.
Приведем пример типового критического уровня последствий. В результате пожара гибнет человек, который не находился в
непосредственной близости от источника возгорания.
5.5.1.2 В рамках отдельно взятой последовательности сценария пожара, риск представляет собой результат умножения последствий последовательности (то есть, ущерба, Сi) на соответствующую частоту последовательности (Fi). В рамках конструкции, сооружения или местности суммарный риск (Ri) равен сумме отдельных рисков последовательности сценариев пожара и может быть
представлен в виде следующего уравнения:
n
Rt
Ci Fi
i 1
где,
Ri = суммарный риск
Ci = последствие последовательности
Fi = частота последовательности
5.5.1.3 В случае если выходные данные включают оценку нескольких типов рисков, например, предпринимательского и индивидуального риска, тогда множественные результаты могут быть представлены в виде следующего уравнения:
m
n
j 1
i 1
Rt
Cij Fi
где,
Ri = суммарный риск (множественные результаты)
Cij = множественный ущерб
Fi = частота последовательности
5.5.1.4 При прямой оценке риска, учѐт каждого сценария пожара, как правило, нецелесообразен, поскольку каждый сценарий
пожара представляет ряд детальных событий, ведущих к паре последствий-частоты. С тем, чтобы сократить объем работ по анализу, отдельные сценарии, как правило, объединяются в группы сценариев пожара.
5.5.2 Доступность, качество и применимость методов. Метод количественного результата, как правило, ориентирован на задачу. Таким образом, принято использовать многоуровневые модели для разработки анализа: одну или несколько моделей для
оценки последствий и дополнительную модель для оценки частоты. Ни одна система программного обеспечения не использует
единичный метод количественного результата оценки пожарного риска. И это неудивительно, поскольку такие системы программ-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
61
ного обеспечения мгновенно предоставляют многоуровневые количественные результаты с тем же успехом, как если бы они рассчитывали единичный результат.
5.5.3 Входные данные (резервный).
5.5.4 Допущения (резервный).
5.5.5 Оценка надежности (резервный).
5.5.6 Неопределенность. Метод количественного результата обеспечивает собственную структуру для количественной оценки
неопределенностей. Разнообразные методы оценки неопределенности одного или нескольких результатов оценки пожарного риска,
являющейся следствием неопределенности входных данных оценки пожарного риска, как правило, называемые методами «распространения неопределенностей» находятся в широком доступе.
В целях проведения оценки пожарного риска необходимо различать два типа неопределенностей: случайная неопределенность
(также именуемая случайностью) и гносеологическая неопределенность (также именуемая неопределенностью моделирования или
неопределенностью состояния знаний). Количественные методы предоставляют средства выявления и рассмотрения данных неопределенностей.
Случайная неопределенность включает, например, реагирование людей на событие. Гносеологическая неопределенность представляет погрешности в самих моделях. Лучше всего гносеологическая неопределенность характеризуется графически отсутствием
стабильности результатов в моделях, которые должны прогнозировать одинаковое поведение.
С точки зрения разработчиков моделей, следует избегать точности моделирования большей, чем состояние знаний о неконтролируемых случайных входных данных. С точки зрения проверяющих специалистов, любые ограничения какого-либо типа неопределенности должны учитываться соответствующими допущениями или обсуждениями.
5.5.7 Выходные данные (резервный).
5.5.8 Полнота, надѐжность и глубина моделей. Полнота и надѐжность метода количественного результата зависит от выбранных специалистом по оценке пожарного риска наборов сценариев пожара. Слишком много пропущенных или не представленных
соответствующим образом последовательностей сценариев пожара приводят к неконсервативной оценке. Таким образом, наборы
последовательностей должны быть показаны для представления всех возможных результатов.
5.5.9 Верификация. Необходимо предоставить подтверждение полной валидации метода. Методы анализа, выбранные для
подготовки оценок последствий и частоты, в значительной мере повлияют на выполнение валидации. В контексте всеобщей методики, подход количественного результата является приемлемым. При правильном составлении, он дает результаты, которые точно
представляют действительный пожарный риск.
5.5.10 Требования заинтересованных лиц (резервный).
5.6 Технико-экономические методы оценки пожарного риска
Технико-экономические методы оценки пожарного риска не только обеспечивают оценку ожидаемого риска для жизни пользователей здания, но также дают оценку стоимости ожидаемого ущерба от пожара при конкретном противопожарном проектировании. Стоимость ущерба от пожара включает капитальные и эксплуатационные затраты на противопожарную защиту, а также ожидаемый ущерб от пожара, нанесенный конструкции и составу здания в результате предполагаемого распространения пожара в здании. Оценка ожидаемого риска для жизни и ожидаемой стоимости ущерба от пожара позволяет определить экономически эффективные методы противопожарного проектирования, обеспечивающие требуемый уровень безопасности при минимальной стоимости ущерба от пожара.
В данной части представлена основа для понимания и оценки технико-экономических методов оценки пожарного риска. В ней
даны описания различных параметров методов, а также представлен контекст данных методов с точки зрения представителя
надзорного органа и владельца здания.
Технико-экономические методы оценки пожарного риска могут варьироваться от очень простых до достаточно сложных методов. Они предоставляют возможность дальнейшего расширения каждого из описанных ранее методов оценки пожарного риска.
Определение затрат и/или выгод от различных решений, как правило, включается в оценку пожарного риска в качестве дополнительной или встроенной функции.
В настоящее время не сформировалось единого четкого мнения о надлежащем уровне или строгости оценки пожарного риска,
которые являются допустимыми при проверке проектов противопожарной защиты. Отсутствие такого мнения представляет определенную проблему для всех сторон, заинтересованных в проекте (например, для владельца здания, проектировщика и представителя надзорного органа), а также для тех, кто желает использовать общепринятый метод анализа затрат и выгод от риска с точки
зрения одного или нескольких проектных решений.
5.6.1 Типы и общие признаки методов. Технико-экономический метод общей оценки пожарного риска привносит дополнительный параметр в оценку. Некоторые методы могут обеспечивать всесторонний анализ пожарного риска и минимальную оценку
стоимости и экономических выгод. Другие могут обеспечивать детальную оценку стоимости отдельных вариантов при минимальной оценке воздействия вариантов на пожарный риск.
5.6.1.1 Крайне важно, чтобы при любом технико-экономическом анализе оценки пожарного риска было четко определено какие
факторы риска подвергаются анализу, проводится ли данный анализ для единичной или множественной системы и охватывает ли
он один или множество сценариев пожара. Значимость каждого из этих параметров, а также детальность технико-экономического
анализа должны быть определены для конкретного проекта или анализируемой задачи.
5.6.1.2 Некоторые более сложные технико-экономические методы оценки пожарного риска позволяют сопоставлять альтернативные решения. Эти методы могут использоваться для определения сравнительных степеней риска и стоимости, связанной с этими альтернативами. Результаты позволяют специалистам-практикам сопоставлять альтернативные решения, как с точки зрения
рисков, так и с точки зрения стоимости. Однако в данном подходе существует одно ограничение, которое заключается в определении уровня допустимого риска.
5.6.1.3 Основная сложность, с которой сталкиваются специалисты-практики в сфере безопасности, заключается в том, что они
берут текущие стандарты с установленной в них степенью безопасности и определяют объективные критерии, с которыми сопоставляется риск. Однако текущие стандарты могут иметь предписывающий характер и содержать малое указание относительно
цели, которую они предназначены достигнуть, или не содержать его вовсе, или, что более важно, относительно того, что является
допустимой степенью риска. Сложность усугубляется, когда ставится задача оценивать безопасность с точки зрения, более обширной, чем, например, один элемент здания или одна конкретная система безопасности.
5.6.1.4 Один из подходов к разрешению сложности, описанной в пункте 5.6.1.3, заключается в сопоставлении альтернативных
решений с базовым вариантом, таким как решение предписывающего стандарта или стандарта, принятого компетентным органом.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
62
Данный подход позволяет проводить сопоставление без необходимости принятия объективных критериев, что, в свою очередь,
позволяет избежать некоторых сложных вопросов анализа риска, таких как определение цены человеческой жизни. Эти методы
позволяют определить допустимо ли предлагаемое решение, поскольку они могут обеспечить объективную оценку пожарного риска в соотношении с текущим стандартом.
5.6.2 Доступность, качество и применимость моделей. Модели должны предоставлять область их применения, а также описание свойственных им ограничений. К примеру, модель может быть пригодна для многоквартирного жилого здания, но не пригодна для офисного здания и иметь ограничение по максимальному количеству этажей, которые могут быть рассчитаны.
5.6.3 Входные данные. Модели должны предоставлять информацию о необходимых входных данных. Желательно, чтобы компьютерная модель обладала графическим интерфейсом, ориентированным на пользователя. Во избежание ввода неправильных
значений, модели должны запрашивать четко определенные данные, которые могут быть легко предоставлены пользователем.
Например, количество воспламеняемых материалов в помещении может являться четко определенной вводной величиной, в то
время как размер пожара не может таковой являться. Пользователю не может быть известна величина размера пожара, поскольку
рост пожара зависит от нескольких параметров. Если пользователь имеет дело с крупным пожаром, результаты его расчета будут
отличаться от результатов расчета малого пожара. В таком случае количество горючих материалов может являться входной величиной, но рост пожара не должен таковой являться. Вместо этого, рост пожара должен моделироваться при помощи методов оценки пожарного риска, основываясь на количестве горючих материалов и других управляющих параметрах.
5.6.4 Допущения. Модели должны четко описывать содержащиеся в них допущения. Допущения помогают пользователю
определить, можно ли использовать модель для конкретного применения.
5.6.5 Оценка надежности. Модели должны включать рассмотрение надежности систем противопожарной защиты. Они также
должны включать эффективность систем противопожарной защиты в эксплуатации. Оценка надежности и эффективности является
основной причиной существования оценки пожарного риска. Если бы системы пожарной защиты работали в течение 100 процентов времени, тогда не было бы необходимости в существовании оценки пожарного риска.
5.6.6 Неопределенность. Модели должны содержать описание неопределенности в значениях, принятых в данной модели.
Проверки чувствительности должны быть выполнены, чтобы удостовериться, что неопределенность величин не представляет собой значительное отклонение в прогнозируемом результате.
5.6.7 Выходные данные. Выходные данные должны быть представлены в пригодной для пользователя форме. Они также
должны быть представлены в форме, удобной для документирования.
5.6.8 Полнота, надѐжность и глубина моделей (резервный).
5.6.9 Валидация метода. Модели должны иметь документацию, в которой дается научное обоснование их методов моделирования и указывается, насколько точны их результаты прогнозирования.
5.6.10 Требования заинтересованных лиц.
5.6.10.1 Требования представителей надзорных органов. Требования представителей надзорных органов, как правило, включают следующее:
(1) Надлежащая документация процесса оценки пожарного риска, простого или всестороннего
(2) Надлежащая документация таких допущений, как пожарный сценарий, вероятность и надежность систем пожарной защиты
(3) Надлежащая документация методов оценки последствий каждого пожарного сценария с указанием того, основываются ли
они на субъективной системе балльной оценки или на средствах детерминированного моделирования
Как правило, представители надзорных органов осуществляют поиск вспомогательных средств оценки эквивалентности. В
настоящее время в основном практикуется оценка эквивалентности, основанная на субъективном мнении представителя компетентного органа. Оценка эквивалентности является более эффективной при использовании технико-экономических методов оценки
пожарного риска, основанных на допущении того, что характерный для данных норм уровень риска является допустимым.
5.6.10.2 Требования владельцев зданий. Требования владельцев зданий, как правило, включают следующее:
(1) Экономически эффективные и гибкие проекты
(2) Соображения эквивалентности, которые должны естественным образом привести к альтернативным экономически более
эффективным проектам
(3) Оценка стоимости, например, капитальных и эксплуатационных затрат на установленные системы пожарной защиты и вероятного ущерба от пожара
(4) Подход эквивалентности, позволяющий избежать сложности присвоения ценности человеческой жизни
ГЛАВА 6. ТРЕБОВАНИЯ К ИНФОРМАЦИИ
6.1 Общие положения
В данной главе приведены общие рекомендации для компетентных органов, касающиеся доступности информации (данных из
литературных источников, электронных источников, технических рисунков и документации, а также данные, полученные при помощи автоматизированных вычислительных методов) по оценке пожарного риска. Данная информация может оказаться полезной
для компетентных органов и использоваться ими для оценки пожарного риска. Данная глава делится на две части: одна часть
включает вопросы общего характера, касающиеся всех методов, другая часть содержит вопросы, относящиеся к конкретным текущим методам.
6.2 Информация общего характера
Компетентный орган должен быть знаком со следующими информационными требованиями, касающимися всех методов, используемых в оценке пожарного риска: доступность данных, применение данных, неопределенность данных и требования автоматизированных систем. В документации оценки пожарного риска указывается причина, по которой те или иные источники данных
пригодны для ввода в оценку пожарного риска.
6.2.1 Доступность. Компетентный орган должен быть осведомлен, доступны ли используемые данные для дальнейшей оценки
компетентным органом и для возможных перерасчетов в связи дальнейшими изменениями в сооружении или его управлении.
6.2.1.1 Государственные источники информации. Данные, полученные из государственных источников, должны быть полностью подтверждены документально и снабжены ссылками на соответствующие документы в отчете о проекте или файле расчетов,
связанных с анализом. Документация должна включать наименование публикации, имя (имена) автора (ов), номера страниц, таблиц или рисунков, наименование и почтовый адрес издательства или издательского агентства и дату публикации. В отчете или
файле расчетов, снабженных ссылками, данные или информация должны соотноситься с соответствующими ссылками.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
63
6.2.1.2 Частные источники информации. Данные, полученные из частных источников, должны быть полностью подтверждены документально и снабжены ссылками на соответствующие документы, как в случае с государственными источниками информации (пункт 6.2.1.1), и должны содержать имена отправителя и получателя данных, соответственно, а также форму, в которой они
были переданы (письмо, электронный файл и т.д.). Если частные источники информации запатентованы, то в ссылке на них должно содержаться соответствующее примечание. Частные, непатентованные данные должны быть доступы через файл проекта или
быть прослеживаемыми. Патентованные данные должны содержать контактную информацию отправителя и получателя данных.
6.2.1.3 «Отсутствие» данных. Данные, в которых используются предполагаемые или теоретические значения из-за отсутствия
экспериментальных данных или данных наблюдений должны быть четко определены в отчете проекта и файлах расчѐтов.
6.2.1.4 Организация ведения записей. Отчет проекта и связанные с ним файлы расчѐтов должны содержать номер соответствующей версии или номер каталога (при необходимости) и должны быть датированы для обеспечения их прослеживаемости и
воспроизводимости. Компетентный орган должен обеспечить доступность хранилища данных в целях дальнейшего анализа пожарного риска и управления изменениями. Записи должны храниться в соответствии с требованиями органов власти или до тех пор,
когда они не перестанут представлять интерес или необходимость для оценки пожарного риска для всех заинтересованных лиц.
6.2.1.5 Дополнительная информация. Дополнительная информация (карты, процедуры, технические средства, руководства,
разработчики и т.д.) должна храниться для последующего применения.
6.2.2 Применимость.
6.2.2.1 Тип здания. Анализ риска должен производиться в соответствии с анализируемым типом зданий. Данные для зданий
больниц не должны использоваться для анализа риска жилых зданий, а информация для нефтеперерабатывающего завода неприменима для подсобно-складских сооружений. В некоторых случаях допустимо использование в большей степени ограничивающих и
консервативных данных, предназначенных для других типов зданий, в случае если соответствующие данные недоступны. Отклонения такого рода должны быть документально подтверждены в анализе риска.
6.2.2.2 Контекст. Отдельные отрасли промышленности, например, коммерческая ядерная энергетика и некоторые государственные организации требуют высокого уровня документации, верификации, валидации и/или экспертной проверки. В таких случаях применимы более рестриктивные требования.
6.2.2.3 Культурные и географические различия. Информация может содержать культурные и географические различия.
Например, анализ риска, допускающий низкую вероятность замерзания спринклерных систем пожаротушения, может быть более
приемлем для умеренных климатических условий, чем для холодного климата. И наоборот, методы проверки, испытаний и технического обслуживания сухотрубных спринклерных систем могут быть недостаточно эффективными в тех же умеренных климатических условиях, где сухотрубные спринклерные системы встречаются довольно редко.
6.2.2.3.1 Различия культурного характера могут быть продемонстрированы следующим примером. Некоторые отрасли промышленности могут обладать существенно более внимательным персоналом по проверке, испытаниям и техническому обслуживанию, что ведет к несоответствиям в частоте проведения проверок, испытаний и технического обслуживания. Следует ожидать, что
тенденциозные данные проверок, испытаний и технического обслуживания с персоналом, обеспечивающим специализированные
услуги, и существенными расходами на проверки, испытания и техническое обслуживание, будут закономерно выявлять гораздо
меньше нарушений, чем данные в отраслях промышленности, не обладающих таким финансированием и ресурсами. Обусловленные отраслью промышленности тенденциозные данные допустимы не во всех случаях, когда отклонения культурного характера
могут воздействовать на информацию.
6.2.2.3.2 Другим примером культурных различий могут послужить данные об ущербе от пожаров в США. Уровень пожарной
безопасности, предусмотренный в Соединенных Штатах, может значительно отличаться от уровня пожарной безопасности других
стран, таким образом, данные об ущербе от пожаров в США могут быть неприменимы к этим странам. Это несоответствие может
быть частично обусловлено различными уровнями внимания к вопросам противопожарной защиты на культурном уровне.
6.2.2.4 Источники нормативно-справочных данных. Данные, используемые в оценках пожарного риска, при необходимости
должны быть снабжены ссылками. Распространенные источники данных могут не подвергаться анализу, если они являются общедоступными (например, «Руководство NFPA по противопожарной защите» [5]). Отчеты и публикации, перепечатанные в независимых изданиях, должны быть предоставлены в полном объеме в приложении к анализу.
6.2.2.5 Качественный и экспериментальный контекст. Данные, используемые в качестве вводных данных для анализа,
должны быть пересмотрены на наличие статистической значимости, утвержденных компонентов и критериев успеха или отказа.
При применении экспериментальных данных, порядок эксперимента должен быть сопоставлен со всеми остальными критериями,
приведенными в пункте 6.2.2 в соответствии с анализом риска.
6.2.2.6 Административные и квалификационные требования. Все анализы риска имеют административные и квалификационные требования к специалистам по оценке пожарного риска, включая технические и организационные требования. Специалисты
по оценке пожарного риска должны иметь соответствующую квалификацию в своей области, а анализы должны проводиться в
организованном порядке. Требования других разделов данного документа дают общие сведения об организационных принципах
анализа и пригодных вводных данных. Более подробная информация содержится в главе 7.
6.2.2.7 Критерии оценки целевой функции. Анализ риска должен включать надлежащую оценку последствий для соответствующего применения. В отношении изолированного телекоммуникационного сооружения последствия для безопасности жизнедеятельности применимы не в такой значимой степени, как бесперебойность передачи данных, в то время как последствия для безопасности жизнедеятельности могут иметь преимущественное значение в общественном учреждении. Другие группы последствий
включают, помимо прочего, последствия для критериев собственности, последствия для затрат и последствия воздействия на
окружающую среду.
6.2.3 Неопределенность и неустойчивость. Хотя данные большей частью необходимы для того, чтобы помогать в оценке пожарного риска, различные аспекты данных способствуют неопределенности. При сопоставлении данных и другой вспомогательной
информации следует обратиться к приведенной ниже информации.
6.2.3.1 Допущения сценария пожара. Частота или вероятность события могут зависеть от соответствующего сценария пожара.
Следовательно, специалист по оценке пожарного риска должен четко определить сценарий пожара, на котором основываются эти
данные. Особое значение имеет конечная точка сценария пожара. Например, в данных о пожарах, о которых поступают сообщения,
как правило, приводится заниженная вероятность или частота возгорания. Выводы, основанные на сценариях пожаров, отличающихся от сценариев пожаров, представляющих интерес, могут оказаться приемлемыми, однако при условии, что специалист по
оценке пожарного риска определит и подтвердит отличия, и будет выполнена соответствующая корректировка данных. Однако
точность скорректированные данных, как правило, значительно уступает точности нескорректированных данных, поскольку они
подвержены погрешностям, как в самих данных, так и в корректировке.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
64
6.2.3.2 Вопросы совокупности событий. Необходимо выявить совокупность событий, на которой основываются данные, а
также определить и понять принципы любой статистической обработки данных. Если данные основаны на шаблоне, то необходимо
определить размер шаблона и размер совокупности событий, чтобы установить границы статистической погрешности. Такую же
информацию необходимо предоставить для данных, которые сами были экстраполированы из шаблонов. Если совокупность событий, при помощи которой были получены данные, в значительной степени отличается от предмета анализа, может потребоваться
дополнительная коррекция данных.
Причины отличий совокупностей событий могут быть следующими:
(1) Возраст оборудования (среднее значение для совокупности, медиана совокупности, мода совокупности)
(2) Производитель и модель оборудования
(3) Материалы, при необходимости
(4) Качество воды, при необходимости
6.2.3.3 Погрешности. Данные могут иметь различную погрешность часто незначительного характера. Данные страховых компаний, например, как правило, цензурируются слева, поскольку в них учитываются только происшествия, на сумму, превышающую удержания страхователя. В целом, степень вероятности оповещения о происшествии прямо пропорциональна степени тяжести
последствий происшествия. Сообщения о случаях, граничащих с происшествиями, менее вероятны, чем сообщения о случаях,
ставших причиной происшествия. Поэтому, если число событий используется в качестве частоты испытания системы, то может
потребоваться его корректировка. Данные производителя, как правило, отражают только продукцию производителя и могут отражать только неисправности, которые выявляются в течение гарантийного срока.
6.2.3.4 Время и дата сбора данных/целевой временной интервал. Интервал, с которым происходит сбор данных, может повлиять на качество данных. Если сбор данных производится в течение слишком короткого периода времени, то могут быть полностью не рассмотрены сезонные изменения. Если сбор данных производится со слишком длительным промежутком времени, то
наличие постоянных условий становится маловероятным. Технологий технического обслуживания и старение будут напрямую
влиять на совокупность событий.
6.2.3.5 Исторический контекст. Совокупность событий может косвенно зависеть от различных факторов. Изменения в законодательных актах, в особенности, требования к сообщениям о происшествиях, могут напрямую повлиять на признаки совокупности
событий и возможность сообщения о происшествиях. Изменения в собственности и другие изменения, оказывающие влияние на
окружающую культурную среду во время сбора данных, также может напрямую повлиять на совокупность событий и качество
сбора информации. Изменения в стандартной практике могут повлиять на последствия событий. Например, управление движением
материальных запасов по принципу «точно вовремя» может снизить прямое воздействие пожара, однако увеличить последствия
прерывания деловой деятельности.
6.2.3.6 Численные данные (дискретные данные, диапазон неопределенности). Схема эксперимента, то есть, основаны ли
данные на эксперименте или собраны при непосредственной практике, может повлиять на характер данных. Данные, собранные
дискретно могут отличаться от данных, собранных в диапазонах.
6.2.3.7 Общественная значимость. Воспринимаемая значимость данных должна влиять на их точность. Это очевидно в случае
с кривой частоты против числа, но может быть едва заметно в случае с травмами или случаями, граничащими с происшествиями.
Более вероятно, что подсчет случаев заболевания раком, ведется в близости от сооружений, считающихся более опасными.
6.2.4 Требования автоматизированных систем. Характеристики программного обеспечения и технических средств должны
быть полностью предоставлены экспертом по пожарному риску для оценки компетентному органу.
6.2.4.1 Записанные или электронные данные. Описания входных и выходных данных программного обеспечения должны
быть полностью предоставлены при помощи номеров дела, номеров запуска, имени переменной, единиц и любых скалярных величин. Входные и выходные данные потоковых шаблонов должны быть предоставлены, при наличии гарантии, для дальнейшего
разъяснения входных и выходных данных моделей. Все входные и выходные данные программного обеспечения, используемые в
анализе пожарного риска должны храниться экспертом по оценке пожарного риска в целях организации ведения записей.
6.2.4.2 Вычислительные модели. Полная характеристика компьютерных программ, используемых экспертом по пожарному
риску, должна включать: наименование разработчика, входные/выходные формы данных, версию программного обеспечения, требования к базовым аппаратным средствам, наименование операционной системы и ее версию и информацию о том, обеспечил ли
разработчик средства валидации и верификации в целях управления качеством. Также должны быть указаны наименование программного обеспечения и имя и адрес разработчика программного обеспечения.
6.2.4.3 Верификация. Верификация анализа должна включать все элементы анализа.
6.2.4.4 Валидация. Валидация анализа должна сопоставлять результаты с реальными жизненными условиями, чтобы убедиться, что она включает все критерии допустимости.
6.3 Вопросы, обусловленные методом
6.3.1 Анализ возможных вариантов («что, если…?»). Для анализа возможных вариантов («что, если…?») запрашивается описательный материал о сооружении, его опасных факторах и методах противопожарной защиты с целью выявления каждого нарушения или случая отказа, используя вопросительную форму «что, если?». Опыт противопожарной защиты и аналитические навыки
команды, проводящей анализ, будут иметь решающее значение для эффективности анализа возможных вариантов.
6.3.2 Контрольные списки. Критерии допустимости должны быть определены и доступны компетентным органам для всех
контрольных списков. Результаты контрольных списков должны храниться экспертом по оценке пожарного риска в целях организации ведения записей. Опасные факторы, не вошедшие в контрольный список, должны быть доступны для ознакомления. Подход
контрольных списков не пригоден для выявления таких типов опасных факторов, как множественные отказы и производственные
вопросы. Эксперт по оценке пожарного риска, использующий контрольный список, результаты которого не вполне убедительны,
должен снабдить его пояснением и анализом влияний результатов на риск.
6.3.3 Сценарии пожара дерева решений пожарной безопасности. Сценарии пожара или отклонения, выявленные экспертом
по оценке пожарного риска, заимствованные из стандарта NFPA 550 «Руководство по дереву концепций пожарной безопасности»
[4], должны быть внесены в файл расчетов отчета о проекте. Если с элементами связаны вероятности или отклонения, то эти вероятности должны быть внесены в сценарий пожара.
6.3.4 Полуколичественный анализ последствий.
6.3.4.1 Масштаб. Масштаб, используемый в полуколичественном анализе (таком, как матрица рисков) должен обеспечивать
достаточно хорошее разрешение для осуществления оценки задачи пожарного риска.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
65
6.3.4.2 Крайне тяжелые последствия. В случае если для событий, влекущих за собой крайне тяжелые последствия, используется специальная градация, ее шкала должна быть четко определена.
6.3.5 Полуколичественная оценка возможностей.
6.3.5.1 Масштаб. Масштаб, используемый в полуколичественном анализе (таком, как матрица рисков) должен обеспечивать
достаточно хорошее разрешение для осуществления оценки задачи пожарного риска.
6.3.5.2 Маловероятные события. Маловероятные события и события, вероятность которых ничтожно мала, не должны приравниваться нулю, вместо этого, они должны быть отнесены к колонке самой малой вероятности при анализе пожарного риска.
6.3.6 Оценка риска.
6.3.6.1 Масштаб. Масштаб, используемый в полуколичественном анализе (таком, как матрица рисков) должен обеспечивать
достаточно хорошее разрешение для осуществления оценки задачи пожарного риска.
6.3.6.2 События с низкой степенью риска. События, с низкой и ничтожно малой степенью риска, не должны приравниваться
нулю, вместо этого, они должны быть отнесены к колонке с самой низкой степенью риска.
6.3.6.3 Крайне высокая степень риска. В случае если для событий с крайне высокой степенью риска используется специальная градация, ее шкала должна быть четко определена.
6.3.7 Технико-экономический подход.
6.3.7.1 Стоимость противопожарной защиты. Стоимость должна включать капитальные и эксплуатационные затраты. В капитальные затраты входят затраты на проектирование и установку активных и пассивных систем и мер противопожарной защиты.
К эксплуатационным затратам относятся стоимость технического обслуживания, обучения, проверки, испытания и программ профилактики пожарной безопасности в течение расчѐтного срока службы здания или сооружения.
6.3.7.2 Стоимость ожидаемого ущерба от пожара. Стоимость прогнозируемого ущерба от пожара является результатом вероятного ущерба от пожара и дыма, который может быть нанесен объектам, приведенным в пункте 4.4.2.1, в течение расчѐтного срока службы здания или сооружения:
6.3.7.3 Технико-экономический анализ. Стоимость представляет собой общее текущее значение пожарной безопасности и
прогнозируемого ущерба от пожара. Выгода является сокращением убытков от пожара. Технико-экономический анализ должен
быть нацелен на достижение конкретного допустимого пожарного риска при минимальных затратах.
ГЛАВА 7. ДОКУМЕНТАЦИЯ
7.1 Общие положения
7.1.1 В данной главе указана информация, которая должна быть представлена в документации по оценке пожарного риска. В
целях соответствия задачам документации по оценке пожарного риска допускается подготовка нескольких документов.
7.1.2 В документации должны быть представлены: краткое описание (бриф) противопожарного проектирования, документация
по анализу пожарного риска, а также руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию.
7.2 Отчет о концепции оценки пожарного риска
7.2.1 Цель отчета о концепции оценки пожарного риска. Целью составления отчета о концепции оценки пожарного риска
является содействие в согласовании подхода, предлагаемого для оценки пожарного риска.
7.2.2 Содержание отчета.
7.2.2.1 Документальная регистрация участников проекта. В отчете о концепции оценки пожарного риска должен быть представлен список всех заинтересованных лиц, участвующих в подготовке оценки риска с указанием их квалификационных характеристик, таких как образование, предыдущий опыт в оценке пожарного риска, а также регистрация как специалистов (см. раздел
4.2).
Заинтересованными лицами являются люди, которых интересует анализ риска. В анализе риска могут быть задействованы разные лица, каждое из которых может иметь свою точку зрения на анализ риска. К возможным задействованным в анализе риска
лицам относятся: специалисты по оценке пожарного риска, владельцы и управляющие зданием или сооружением, компетентные
органы, арендаторы, эксплутационный персонал здания, персонал аварийно-спасательных служб, страховые агенты, а также застройщики.
7.2.2.2 Определение содержания проекта. В документации должна быть представлена информация о содержании проекта (см.
раздел 4.4). Содержанием проекта является определение ограничений по анализу риска, а также цели проведения анализа риска.
Ограничениями по анализу риска могут быть: здание, часть здания, отдельные компоненты или части оборудования, или процессы.
Целью может являться определение уровня риска, характерного для существующего здания или сооружения, методов снижения
уровня риска в существующем здании или сооружении, а также определение методов обеспечения допустимого уровня риска в
новом или реконструированном здании или сооружении.
7.2.2.3 Задачи проекта. Необходимо четко сформулировать задачи пожарной безопасности. Задачи оценки пожарного риска
могут быть связаны с риском для жизни (пользователей здания или пожарных), риском для имущества, риском для производства
или риском для окружающей среды (см. п. 4.4.2). Как правило, задачи выражаются в качественных показателях, и должны быть
изложены в доступной для неспециалистов форме.
7.2.2.4 Критерии допустимости. Необходимо документально зарегистрировать критерии допустимости, предлагаемые для использования при оценке допустимого уровня риска (см. п. 4.4.3). Документирование допущений, сделанных в целях достижения
надлежащего уровня функционирования, гарантирует выявление будущих изменений. Данные изменения, которые могут случайно
изменить основные элементы или характеристики здания, крайне важные для предполагаемого функционирования здания или его
систем, такие как изменения установленных процедур технического обслуживания, необходимо учитывать в целях поддержания
уровня безопасности до внесения опасных изменений.
7.2.2.5 Опасные факторы. Оценка риска основывается на совокупности вероятных для реализации опасных факторов. Предполагаемые опасные факторы должны быть представлены в отчете о концепции оценки пожарного риска.
7.2.2.6 Предлагаемые для использования в анализе риска сценарии. Необходимо документально зарегистрировать все сценарии или группы сценариев, предлагаемые для использования в анализе риска. В случае объединения сходных сценариев в группы, необходимо представить в документации основания для объединения в группы. В документации должен быть указан метод
определения показательных сценариев или групп сценариев для всех сценариев, которые могут быть реализованы в здании или
сооружении. Необходимо документально зарегистрировать типы не рассматриваемых сценариев, например, по причине нереалистичной тяжести последствий или малой вероятности возникновения такой ситуации, с указанием основания для исключения.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
66
7.2.2.7 Используемый метод анализа риска. Необходимо документально зарегистрировать предлагаемый для использования
метод проведения анализа пожарного риска. В документации должно быть представлено обоснование соответствия метода анализу
пожарного риска (см. п. 4.4.4).
7.2.2.8 Источники данных. Следует предоставить данные, ссылки на источники данных, а также допущения с обоснованиями
(см. п. 4.4.5).
7.3 Полная проектная документация
7.3.1 Полная проектная документация представляет собой полную документацию по оценке пожарного риска, включая документацию с описанием процесса оценки риска в дополнение к документации с результатами оценки пожарного риска. Большую
часть полной проектной документации составляет отчет о концепции оценки пожарного риска, уточненный в целях определения
результатов, полученных в ходе проведения оценки риска.
7.3.2 Отчет о концепции оценки пожарного риска. Полная проектная документация должна включать информацию, содержащуюся в отчете о концепции оценки пожарного риска, уточненную в целях отражения внесенных изменений.
7.3.3 Изменение состава документации в зависимости от применяемого метода анализа. Состав проектной документации
меняется в зависимости от применяемого метода анализа. В данном разделе определяются элементы, которые должны быть представлены в проектной документации для каждого из методов, указанных в п. 5.1.2.
7.3.3.1 Качественные методы.
7.3.3.1.1 Результаты. Результаты качественного метода выражаются качественными показателями, например, таблицы результатов или относительные возможности и последствия сценариев пожара, а также воздействие на них систем противопожарной защиты. Необходимо предоставить результаты о последствиях и возможностях для одного или более сценариев.
7.3.3.1.2 Ограничения. Необходимо предоставить ограничения по анализу пожарного риска. Ограничение по данному методу
состоит в том, что результаты подходят только для ранжирования или сравнения рисков. В большинстве случаев качественные
методы не рассматривают общий риск, что также является ограничением.
7.3.3.1.3 Выводы. Необходимо представить итоговые данные по результатам оценки пожарного риска включая, если применимо, сравнение достоверных и недостоверных пороговых значений. Следует указывать степень соответствия оценки пожарного риска целям и задачам, наряду с информацией о соответствии и полноте результатов поставленной цели.
7.3.3.1.4 Ссылки. Необходимо определить источники входных данных, а также проверить их на предмет соответствия оценке
пожарного риска. Примеры ссылок могут включать чертежи, отчеты, руководства, публикации, нормы и стандарты. Также следует
указывать номер или год издания, если таковые имеются.
7.3.3.2 Полуколичественные модели оценки возможностей.
7.3.3.2.1 Результаты. В связи с тем, что полуколичественные модели оценки возможностей рассчитывают возможность сценария пожара на основе качественно определенной последовательности, полученные результаты выражают вероятность реализации
типа сценария в течение определенного периода времени.
7.3.3.2.2 Ограничения. Необходимо предоставить ограничения по анализу пожарного риска. Ограничение по данному методу
состоит в том, что он представляет численную оценку вероятности реализации сценария с указанием только качественных показателей последствий реализации сценария. В большинстве случаев полуколичественные модели оценки возможностей не рассматривают общий риск, что также является ограничением.
7.3.3.2.3 Выводы. Необходимо представить итоговые данные по результатам оценки пожарного риска включая, если применимо, сравнение достоверных и недостоверных пороговых значений. Следует указывать степень соответствия оценки пожарного риска целям и задачам, наряду с информацией о соответствии и полноте результатов поставленной цели.
7.3.3.2.4 Ссылки. Необходимо определить источники входных данных, а также проверить их на предмет соответствия оценке
пожарного риска. Примеры ссылок могут включать чертежи, отчеты, руководства, публикации, нормы и стандарты. Также следует
указывать номер или год издания, если таковые имеются.
7.3.3.3 Полуколичественные модели оценки последствий.
7.3.3.3.1 Результаты. Полуколичественные модели оценки последствий представляют качественную оценку вероятности реализации сценария с количественным прогнозированием последствий. Наиболее распространенным вариантом являются результаты
расчета модели пожара, объединенные с оценкой реализации события.
7.3.3.3.2 Анализ неопределенности. В документации должны быть указаны возможные источники неопределенности в прогнозах последствий, а также методы их рассмотрения.
7.3.3.3.3 Оценка программного обеспечения и модели. В документации необходимо представить обоснование соответствия
используемых моделей моделируемой ситуации.
7.3.3.3.4 Ограничения. Необходимо предоставить ограничения по анализу пожарного риска. Ограничение по данному методу
состоит в том, что он представляет количественную оценку последствий сценария только при качественной оценке вероятности
реализации сценария. Полуколичественные модели оценки последствий не рассматривают общий риск, что также является ограничением.
7.3.3.3.5 Выводы. Необходимо представить итоговые данные по результатам оценки пожарного риска включая, если применимо, сравнение достоверных и недостоверных пороговых значений. Следует указывать степень соответствия оценки пожарного риска целям и задачам, наряду с информацией о соответствии и полноте результатов поставленной цели.
7.3.3.3.6 Ссылки. Необходимо определить источники входных данных, а также проверить их на предмет соответствия оценке
пожарного риска. Примеры ссылок могут включать чертежи, отчеты, руководства, публикации, нормы и стандарты. Также следует
указывать номер или год издания, если таковые имеются.
7.3.3.4 Количественные модели.
7.3.3.4.1 Результаты частотного и/или вероятностного анализа. В документации должны быть представлены результаты частотного и/или вероятностного анализа. Для каждого определенного сценария или группы сценариев необходимо документально
зарегистрировать связанные с ними вероятности или частоты. В случае использования вероятностей необходимо определить связанный с вероятностью выделенный интервал времени.
7.3.3.4.2 Результаты анализа последствий. Необходимо документально зарегистрировать результаты анализа последствий для
каждого сценария или группы сценариев. В случае использования группы сценариев в документации должен указываться метод
определения показательного для данной группы сценариев последствия.
7.3.3.4.3 Расчетный риск. Необходимо документально зарегистрировать расчетный риск. Данный расчетный риск должен
представлять итоговые данные о вероятностях/частоте и последствиях для каждого сценария или группы сценариев. В документа-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
67
ции также должно быть представлено обоснование специалиста по оценке пожарного риска того, что используемые сценарии или
группы сценариев являются характерными для диапазона вероятных сценариев.
7.3.3.4.4 Анализ неопределенности. В документации должны быть указаны возможные источники неопределенности в прогнозах вероятностей, частот и последствий, а также методы их рассмотрения.
7.3.3.4.5 Оценка программного обеспечения и модели. В документации необходимо представить обоснование соответствия
используемых моделей моделируемой ситуации.
7.3.3.4.6 Ограничения. Необходимо указывать все ограничения по анализу. Ограничения могут появляться в зависимости от
используемых в анализе моделей или содержания анализа.
7.3.3.4.7 Выводы. Необходимо представить итоговые данные по результатам оценки пожарного риска включая, если применимо, сравнение достоверных и недостоверных пороговых значений. Следует указывать степень соответствия оценки пожарного риска целям и задачам, наряду с информацией о соответствии и полноте результатов поставленной цели.
7.3.3.4.8 Ссылки. Необходимо определить источники входных данных, а также проверить их на предмет соответствия оценке
пожарного риска. Примеры ссылок могут включать чертежи, отчеты, руководства, публикации, нормы и стандарты. Также следует
указывать номер или год издания, если таковые имеются.
7.3.3.5 Технико-экономические методы оценки пожарного риска.
7.3.3.5.1 Результаты частотного и/или вероятностного анализа. В документации должны быть представлены результаты частотного и/или вероятностного анализа. Для каждого определенного сценария или группы сценариев необходимо документально
зарегистрировать связанные с ними вероятности или частоты. В случае использования вероятностей необходимо определить связанный с вероятностью выделенный интервал времени.
7.3.3.5.2 Результаты анализа последствий. Необходимо документально зарегистрировать результаты анализа последствий для
каждого сценария или группы сценариев. В случае использования группы сценариев в документации должен указываться метод
определения показательного для данной группы сценариев последствия.
7.3.3.5.3 Результаты анализа затрат. Необходимо документально зарегистрировать результаты анализа затрат. В документации должен указываться метод анализа затрат для определенных последствий и предусмотренных мер противопожарной защиты.
7.3.3.5.4 Расчетный риск. Необходимо документально зарегистрировать расчетный риск. Данный расчетный риск должен
представлять итоговые данные о вероятностях/частоте и последствиях для каждого сценария или группы сценариев. В документации также должно быть представлено обоснование специалиста по оценке пожарного риска того, что используемые сценарии или
группы сценариев являются характерными для диапазона вероятных сценариев.
7.3.3.5.5 Анализ неопределенности. В документации должны быть указаны возможные источники неопределенности в прогнозах вероятностей, частот, последствий и затрат, а также методы их рассмотрения.
7.3.3.5.6 Оценка программного обеспечения и модели. В документации необходимо представить обоснование соответствия
используемых моделей моделируемой ситуации.
7.3.3.5.7 Ограничения. Необходимо указывать все ограничения анализа. Ограничения могут появляться в зависимости от используемых в анализе моделей или содержания анализа.
7.3.3.5.8 Выводы. Необходимо представить итоговые данные по результатам оценки пожарного риска включая, если применимо, сравнение достоверных и недостоверных пороговых значений. Следует указывать степень соответствия оценки пожарного риска целям и задачам, наряду с информацией о соответствии и полноте результатов поставленной цели.
7.3.3.5.9 Ссылки. Необходимо определить источники входных данных, а также проверить их на предмет соответствия оценке
пожарного риска. Примеры ссылок могут включать чертежи, отчеты, руководства, публикации, нормы и стандарты. Также следует
указывать номер или год издания, если таковые имеются.
7.4 Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию
7.4.1 Цель. Целью руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию является определение обязательных условий,
которые должны соблюдаться в целях принятия обоснованных решений в процессе оценки пожарного риска. К данным условиям
могут относиться ограничения по применению или проверке, испытаниям, а также требования технического обслуживания. В целом, руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию предназначено для владельцев зданий, управляющих, арендаторов или исполняющих данные обязанности лиц.
7.4.2 Перечень ограничений и допущений.
7.4.2.1 В целях экономии времени, финансов и/или упрощения, как правило, используются упрощенные инженерные методы и
модели, применяемые для моделирования функционирования системы или оценки пожарного риска. Данные упрощения содержат
ограничения, и следует точно указывать допущения.
7.4.2.2 Необходимо представить описание методов контроля (административных программ и особенностей проекта), используемых в целях защиты ограничений и допущений (см. п. 7.4.3).
7.4.2.3 В целях гарантирования того, что при функционировании здания не происходит случайного нарушения ограничений и
допущений оценки пожарного риска в ходе нормального и аварийного режима работы, необходимо учитывать следующие факторы:
(1) Технические условия, документацию по материально-техническому снабжению, приоритетность работ, график замены
оборудования, неточность анализа эквивалентности, инструментальную погрешность контроля за ходом процессов, порядок расчета электрических отказов, график замены плавких предохранителей и т.д.
(2) Режимы работы (нормальный и аварийный), доступность систем связи, реагирование местных служб на чрезвычайную
ситуацию, план действий в чрезвычайной ситуации и подготовку персонала
(3) Порядок маркировки и хранения, управление материально-производственными запасами, порядок упаковки и распаковки,
контроль материального обеспечения, а также контроль и использование транспортных средств
(4) Эксплуатацию, контроль работ, связанных с применением пламени, практику контроля за горючими и воспламеняющимися материалами
(5) Программы профессиональной подготовки
(6) Проектирование, надежность, техническое обслуживание, испытания систем, а также управление конфигурацией систем
7.4.3 Программа организации внесения изменений.
7.4.3.1 Организации и процессы находятся в непрерывном развитии. К изменяемым элементам относятся:
(1) Изменение знаний
(2) Моральное устаревание продукции
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
68
Изменение состава трудовых ресурсов и качества
Изменение характеристик и качества продукции вследствие развития процесса интернализации
Формальные организационные изменения, приводящие к изменению функциональной эффективности, и преобразованию
порядка взаимодействия подразделений
(6) Изменение юридисдикционных критериев
7.4.3.2 Как правило, оценка пожарного риска считается достоверной при строго ограниченном наборе условий в зависимости от
используемых входных данных. Изменение условий, таких как конструкция, геометрия, оборудование здания и процессы, может
привести к недостоверным результатам оценки пожарного риска. Следовательно, необходимо предоставить документацию с указанием набора условий, при которых оценка пожарного риска считается достоверной, а также указанием типов изменений условий,
при которых требуется проведение новой оценки пожарного риска. В случае необходимости гарантирования того, что риск является допустимым, в руководстве по эксплуатации и техническому обслуживанию или аналогичном документе следует документально
зарегистрировать методы контроля за внесением изменений, такие как проведение периодических проверок.
7.4.3.3 Во избежание случайного изменения установленного риска необходимо рассмотреть внедрение следующих методов
контроля:
(1) Обучение владельца и управляющего зданием определению внесения изменений в оценку пожарного риска и пониманию
влияния данных изменений на оценку пожарного риска.
(2) Составление примечаний с пояснениями для процедур и программ в целях укрепления источника ограничений или элемента основы, позволяющих изменять этапы выполняемого процесса.
(3) Формализацию процесса внесения изменений с учетом привлечения соответствующих структур в процесс оценки воздействия на сооружение/программу, включая риск (например, привлечение соответствующих специалистов).
(4) Опытные программы, применяемые перед непосредственным внесением изменений, должны иметь расширенные возможности оценки общего влияния вносимых изменений.
(5) Проверку процессов и программ в целях обеспечения постоянной поддержки элементов, таких как оценка пожарного риска.
7.4.3.4 В связи с тем, что в оценке пожарного риска невозможно учесть все изменения, специалист по оценке пожарного риска в
обязательном порядке должен включать в действующие технологические процессы и программы допущения, ограничения и заключения в целях обеспечения адекватного понимания меняющихся основных свойств.
7.4.4 Программы проверки, испытаний и технического обслуживания.
7.4.4.1 Необходимо документально зарегистрировать требования к проверке, испытаниям и техническому обслуживанию, которые лежат в основе оценки пожарного риска.
7.4.4.2 Программы технического обслуживания, испытаний и проверок влияют на работоспособность и доступность систем,
компонентов и конструкций.
7.4.4.3 Условия технического обслуживания, испытаний и проверки влияют на статистику и частоту отказов и доступность.
7.4.4.4 При неправильном техническом обслуживании оборудования достаточно сложно определить частоту отказов.
(3)
(4)
(5)
7.5 Контроль соблюдения требований
7.5.1 В оценке пожарного риска должны быть определены методы контроля за соблюдением требований, которые должны реализовываться в целях обеспечения надлежащего выполнения административных и инженерно-технических требований.
7.5.2 Методы контроля могут быть основаны на нормативных требованиях к типам зданий и проведению проверок.
7.5.3 В оценке пожарного риска необходимо указывать санкции за несоблюдение нормативных требований.
7.5.4 В случае обнаружения недостатков работы установленных систем, таких как повторное срабатывание или непрогнозируемое поведение оборудования, требуется уточнение оценки пожарного риска. В оценке пожарного риска должны быть предусмотрены методы учета таких недостатков.
ГЛАВА 8. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА
8.1 Методы технической проверки
Существует два возможных метода проверки достоверности оценки пожарного риска, которые может использовать компетентный орган: непосредственная проверка и проверка третьими лицами.
8.1.1 Непосредственная проверка. При наличии у компетентного органа доступных ресурсов для проведения проверки оценки
пожарного риска с достаточной степенью точности, компетентный орган вправе самостоятельно проверять документацию по оценке пожарного риска.
8.1.2 Проверка третьими лицами. Существует два возможных метода проверки третьими лицами: экспертная оценка и оценка, выполняемая по контракту.
8.1.2.1 При экспертной оценке компетентный орган просит третьих лиц выполнить проверку оценки пожарного риска. Третьи
лица выдают компетентному органу заключение о достоверности оценки пожарного риска. Затем, на основе документации, предоставленной специалистами по экспертной оценке, компетентный орган принимает решение о дальнейших действиях относительно
оценки пожарного риска (принятие, запрос выполнения повторной проверки с целью исправления или отказ принятия). Специалисты по экспертной оценке должны обладать квалификацией и опытом, достаточными для проведения оценки пожарного риска.
Специалисты по экспертной оценке не должны быть задействованы в процессе оценки пожарного риска, и должны назначаться
компетентным органом.
Более подробная информация об экспертной оценке проектов противопожарной защиты представлена в главе «Рекомендации
SFPE по экспертной оценке в процессе проектирования противопожарной защиты».
8.1.2.2 При выполняемой по контракту оценке компетентный орган делегирует полномочия по проверке оценки пожарного
риска третьим лицам, которые принимают решение о дальнейших действиях относительно оценки пожарного риска (принятие,
запрос выполнения повторной проверки с целью исправления или отказ принятия). Специалисты по выполняемой по контракту
оценке должны обладать квалификацией и опытом, достаточными для проведения оценки пожарного риска.
8.2 Методы проверки оценки пожарного риска
В ходе проверки оценки пожарного риска компетентный орган должен проверить отражают ли применяемые в анализе допущения, характеристики здания, характеристики населенности и характеристики пожара реальные условия. Вопросы, которые сле-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
69
дует проверить, перечислены в п. 8.3. Кроме того, должна быть проведена проверка моделирования, которое применялось при
оценке пожарного риска. На последнем этапе проверки допускается выполнение верификации и/или валидации. Валидация представляет собой более тщательную проверку, чем верификация.
8.2.1 Верификация. Процесс верификации предназначен для подтверждения того, что используемые в оценке пожарного риска
математические зависимости и методы оценки с высокой степенью точности выдают прогнозируемые и достоверные результаты.
Методы верификации представлены в пп. 8.2.1.1 – 8.2.1.3.
8.2.1.1 Проверка повторяемости результатов с помощью альтернативных расчетов. Результаты анализа пожарного риска
можно проверить с помощью альтернативных методов, и сравнения полученных результатов с исходными представленными результатами оценки пожарного риска. При использовании данного метода его выполнение в сложном виде, как в исходном представленном расчете оценки пожарного риска, как правило, не требуется. Например, если в исходном представленном расчете использовались сложные компьютерные модели, то для проверки результатов допускается выполнение простых расчетов вручную. В
связи с тем, что в используемых методах могут быть разные степени точности, допускаются некоторые различия в полученных
результатах. Однако если данные различия в результатах незначительны, это подтверждает достоверность исходных представленных результатов моделирования.
8.2.1.2 Пошаговая проверка расчетов. Верификацию представленных результатов моделирования можно провести методом
пошаговой проверки расчетов. Данный метод больше всего подходит для проверки моделирования с использованием расчетов
вручную или простых компьютерных моделей. Несмотря на то, что данный метод не позволяет определить корректность моделирования поставленной задачи или правильность выбора модели для данной задачи, он обеспечивает возможность проверки правильности внутренних расчетов.
8.2.1.3 Выборочная проверка численных результатов. Если пошаговая проверка расчетов представляется нецелесообразной,
допускается выборочная проверка частей процесса моделирования. Если при проверке достаточно больших частей расчетов ошибок не выявлено, проверяющий специалист может сделать обоснованный вывод, что все расчеты выполнены верно. Однако при
обнаружении ошибок в сравнительно небольшой части расчетов, с большой долей вероятности можно говорить о наличии ошибок
в остальных расчетах. Аналогично методу пошаговой проверки расчета, данный метод не позволяет определить правильность моделирования поставленной задачи или соответствие выбранной модели данной задаче.
8.2.2 Методы валидации оценки пожарного риска. Процесс валидации предназначен для подтверждения того, что результаты оценки пожарного риска с высокой степенью точности отражают пожарный риск на объекте. Методы валидации представлены в
пп. 8.2.2.1 – 8.2.2.3.
8.2.2.1 Сравнение с альтернативными расчетами. Валидацию оценки пожарного риска можно произвести с использованием
альтернативных методов моделирования пожарного риска. Выбранные методы должны быть не менее или даже более точными по
сравнению с использованными в представленной оценке пожарного риска методами, а метод альтернативного расчета должен выдать результаты, аналогичные представленным на проверку результатам оценки пожарного риска.
8.2.2.2 Сравнение с результатами испытаний. Применяемые при оценке пожарного риска методы можно смоделировать с
использованием входных данных с описанием условий, при которых были проведены испытания, а затем сравнить результаты моделирования с результатами испытаний. Если результаты моделирования совпадут с результатами испытаний, то проверяющий
специалист может с уверенностью говорить о прогнозирующей способности модели.
8.2.2.3 Демонстрация допустимого функционирования на объекте завершенного строительства. При демонстрации могут
использоваться квалификационные испытания в целях подтверждения того, что модель с высокой степенью точности прогнозирует
моделируемый пожар.
8.3 Вопросы для проверки
Для определения правильности выполнения оценки пожарного риска можно использовать приведѐнные ниже вопросы. На каждый вопрос специалист по оценке пожарного риска должен дать подробный ответ относительно его рассмотрения в анализе пожарного риска или объяснить, почему данный вопрос не является релевантным для анализа пожарного риска. В зависимости от содержания анализа пожарного риска, может потребоваться рассмотрение каждого из перечисленных ниже вопросов.
(1)
Определена ли цель анализа пожарного риска?
(2)
Определено ли содержание анализа пожарного риска?
(3)
Определены ли методы анализа пожарного риска, включая обоснование соответствия выбранных методов?
(4)
Определены ли ограничения по анализу?
(5)
Учтены ли результаты методов анализа пожарного риска?
(6)
Учтены ли выводы по анализу пожарного риска?
(7)
Учтено ли руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию с описанием действий пользователей здания?
(8)
Существуют ли рекомендации по внесению изменений?
(9)
Была ли разработана программа проверки, испытаний и технического обслуживания?
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
70
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NEW YORK CITY BUILDING CODE
«Строительные нормы города Нью-Йорка»
New York City Building Code
Издательство:
Совет по международным нормам (ICC),
г. Кантри-Клаб-Хиллз, штат Иллинойс,
США
International Code Council (ICC), Country
Club Hills, IL, USA
ISBN:
978-1-58001-716-9
Формат:
23 х 23 см
Кол-во страниц:
794
Год издания:
2008
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
71
«СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ ГОРОДА НЬЮ-ЙОРКА»
В данном приложении представлены выдержки из «Строительных норм города Нью-Йорка» (New York City Building Code) [9].
Информация изложена на основе фрагментарного перевода данных норм. В начале приводится оглавление в целях ознакомления
читателей со структурой строительных норм. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 16. Проектирование конструкций
Раздел 1601. Общие положения
Раздел 1602. Термины и определения
Раздел 1603. Строительная документация
Раздел 1604. Общие требования к проектированию
Раздел 1605. Сочетание нагрузок
Раздел 1606. Постоянные нагрузки
Раздел 1607. Переменные нагрузки
Раздел 1608. Снеговые и тепловые нагрузки
Раздел 1609. Ветровые нагрузки
Раздел 1610. Поперечная нагрузка на грунт
Раздел 1611. Дождевая нагрузка
Раздел 1612. Нагрузки от наводнений
Раздел 1613. Сейсмические нагрузки: термины и определения
Раздел 1614. Сейсмические нагрузки: общие положения
Раздел 1615. Сейсмические нагрузки: колебание грунта
Раздел 1616. Сейсмические нагрузки: выбор критериев
Раздел 1617. Сейсмические нагрузки: минимальная расчетная поперечная сила и связанные с ней воздействия
Раздел 1618. Процедура динамического расчета для проектирования сейсмостойких конструкций
Раздел 1619. Сейсмические нагрузки: взаимодействие «грунт-конструкция»
Раздел 1620. Сейсмические нагрузки: проектирование, требования к детализации и нагрузки на элементы конструкции
Раздел 1621. Требования к проектированию сейсмостойких зданий: архитектура, вентиляция, отопление и электроснабжение
Раздел 1622. Требования к проектированию сейсмостойких сооружений, не являющихся зданиями
Раздел 1623. Сейсмоизолированные сооружения
Раздел 1624. Целостность конструкций: термины и определения
Раздел 1625. Целостность конструкций: предписывающие требования
Раздел 1626. Целостность конструкций: расчет основных элементов
Раздел 1627. Экспертная оценка конструкций
РАЗДЕЛ 1627. ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИЙ
1627.1 Общие положения
Положения, изложенные в данном разделе, указывают, в каких случаях требуется проведение экспертной оценки конструкций,
как и кем она проводится.
1627.2 Проекты, требующие проведения экспертной оценки
Для следующих зданий должна быть проведена сторонняя экспертная оценка основных несущих конструкций, и по ней должен
быть представлен отчет:
1. Здания с показателями значимости категории IV и площадью более 4645 м2. (Примечание. Показатели значимости категории
IV: показатель сейсмической нагрузки - 1,50; показатель снеговой нагрузки - 1.2; показатель ветровой нагрузки - 1,15).
2. Здания с соотношением геометрических размеров равным семи или более.
3. Здания более 183 м в высоту или общей площадью этажа более 92 903 м2.
4. Здания выше семи этажей, в которых какой-либо из элементов поддерживает в совокупности более 15% площади здания.
5. Здания, спроектированные с использованием нелинейного анализа осциллограмм или с помощью особых систем рассеивания сейсмической энергии.
6. Здания, для которых проведение экспертной оценки затребовано уполномоченным.
1627.3 Экспертная оценка конструкций
Необходимо удостовериться, что проектирование основных несущих конструкций соответствует требованиям данных норм.
1627.4 Сторонний эксперт по оценке конструкций
Экспертная оценка конструкций осуществляется квалифицированным независимым инженером-конструктором, приглашенным
заказчиком или от лица заказчика. Сторонний эксперт по оценке конструкций должен отвечать требованиям, установленным органом строительного надзора.
1627.5 Термины и определения
Следующие термины, используемые в данном разделе и в других частях данных норм, имеют значение, приведенные ниже.
Основные несущие конструкции – каркасная конструкция и несущие части перекрытий, кровли, стен и фундаментов. Наружная обшивка стен здания, каркас обшивки, лестницы, опоры под оборудование, опоры потолков, ненесущие перегородки и ограждения, а также иные второстепенные элементы конструкции исключаются из данного определения основных конструкций.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
72
1627.6 Объем экспертной оценки конструкций
1627.6.1 Содержание. Сторонний эксперт, осуществляющий оценку, проверяет планы и технические условия, предоставленные
на рассмотрение вместе с заявкой на получение разрешения на строительство, на общее соответствие требованиям данных норм к
проектированию конструкций и фундаментов. Инженер, проводящий оценку, должен выполнить, по меньшей мере, следующее:
1. Удостовериться, что проектные нагрузки соответствуют требованиям данных норм.
2. Удостовериться, что другие расчетные показатели конструкций и проектные допущения соответствуют данным нормам и
общепринятой инженерной практике.
3. Проверить геотехнические и другие инженерные изыскания, связанные с проектированием фундамента и конструкций, и
подтвердить, что проект должным образом включает в себя результаты и рекомендации, полученные в ходе изысканий.
4. Удостовериться, что конструкция обеспечивает непрерывную передачу нагрузки.
5. Выполнить независимые расчеты для показательной части систем, элементов и деталей с целью проверки их адекватности.
Количество проверенных показательных систем, элементов и деталей должно быть достаточным, чтобы послужить основой для
выводов, которые делает сторонний эксперт.
6. Проверить, чтобы функционально-ориентированные элементы конструкции (например, некоторые элементы из сборного
железобетона) были соответствующим образом охарактеризованы и согласованы с основными несущими конструкциями здания.
7. Удостоверится, что требования норм к конструктивной целостности выполнены.
8. Проверить архитектурные планы и планы конструкций здания. Удостовериться, что планы конструкций согласуются с архитектурными планами относительно нагрузок и других условий, которые могут повлиять на проектирование конструкций.
9. Удостовериться, что основные элементы вентиляции и отопления включены в планы конструкций.
10. Засвидетельствовать законченность планов конструкций и технических условий.
1627.6.2 Расчет конструкций. Расчет конструкций, подготовленный инженером-проектировщиком, предоставляется стороннему инженеру по его запросу исключительно в справочных целях. Сторонний инженер не должен проверять или оценивать эти
расчеты. Если расчетные показатели и допущения не указаны на чертежах или в вычислениях, инженер-проектировщик должен
предоставить стороннему инженеру информацию об использованных показателях и допущениях.
1627.7 Отчет об экспертной оценке конструкций
1627.7.1 Сторонний инженер, осуществляющий оценку, предоставляет отчет в орган строительного надзора, указывая, соответствует ли проект конструкций, представленный на планах и в технических условиях, требованиям данных норм к конструкциям и
фундаментам.
1627.7.2 Содержание. В отчете должно быть, по меньшей мере, отражено соответствие подпунктам 1–10 пункта 1627.6.1. Кроме того, в отчет должна быть включена следующая информация:
1. Нормы и стандарты, использованные в проекте при проектировании конструкций.
2. Расчетные показатели для конструкций, включая нагрузки и функциональные требования.
3. Основа для расчетных показателей, которые не заданы напрямую действующими нормами и стандартами. Сюда могут относиться отчеты консультантов в конкретной области, например, протоколы исследований в аэродинамической трубе и отчеты о
геотехнических изысканиях. Как правило, отчет должен подтверждать, что существующие условия на месте строительства были
должным образом исследованы, и что предлагаемый проект сооружения соответствует этим условиям.
1627.7.3 Поэтапное рассмотрение документов. Если заявка подается на получение разрешения на строительство фундаментов
или иной части здания до того, как будет подана на рассмотрение вся строительная документация, оценка конструкции сторонним
экспертом и отчетность о ней будет проходить поэтапно. При поэтапной подаче документов на рассмотрение стороннему эксперту
должна быть предоставлена достаточная информация для осуществления оценки конструкций.
1627.8 Ответственность
1627.8.1 Инженер-проектировщик. Инженер-проектировщик несет единоличную ответственность за проектирование конструкций. Действия и отчеты стороннего эксперта по оценке конструкций не снижают ответственность инженера-проектировщика.
1627.8.2 Сторонний эксперт по оценке конструкций. В отчете стороннего эксперта по оценке конструкций отражается его
мнение относительно проекта, представленного инженером-проектировщиком по авторскому надзору. Мера заботливости, которая
требуется от стороннего эксперта при выполнении оценки конструкций и подготовке отчета – это тот уровень компетентности и
заботливости, который соответствует услугам проведения экспертной оценки конструкций, оказываемым профессиональными инженерами, имеющими лицензию штата Нью-Йорк для аналогичных типов проектов.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
73
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РУКОВОДСТВА SFPE ПО ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЕ
«Техническое руководство SFPE по функционально-ориентированной противопожарной
защите», 2-е издание
SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection, 2nd edition
Издательство:
Национальная организация по противопожарной защите (NFPA), г. Куинси,
штат Массачусетс, США
National Fire Protection Association
(NFPA), Quincy, MA, USA
ISBN-10:
ISBN-13:
0-87765-789-0
978-087765-789-7
Формат:
25,3 х 17,8 см
Кол-во страниц:
207
Год издания:
2007
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
74
«ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО SFPE ПО ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЕ»
В данном приложении представлены выдержки из «Технического руководства SFPE по функционально-ориентированной противопожарной защите» (SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection) [7]. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данного руководства. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
1. Введение
1.1 Цель
1.2 Основные принципы
1.3 Краткое описание
1.4 Область применения
1.5 Техническая литература и источники
1.6 Оценка функционально-ориентированных проектов
2. Словарь терминов
3. Краткий обзор процесса функционально-ориентированного анализа и проектирования противопожарной защиты
3.1 Общие положения
3.2 Комплексный подход и роли членов команды
3.3 Процесс функционально-ориентированного проектирования
3.4 Применение
3.5 Уровни применения
4. Определение содержания проекта
4.1 Общие положения
4.2 Содержание проекта
4.3 График подачи документов на рассмотрение
4.4 Вопросы, касающиеся содержания проекта
5. Постановка целей
5.1 Общие положения
5.2 Цели по пожарной безопасности
5.3 Сопутствующие цели
5.4 Противоречивые цели
5.5 Определение целей
5.6 Методы формулирования целей
5.7 Определение приоритетов
6. Определение задач заинтересованных лиц и задач проектирования
6.1 Общие положения
6.2 Преобразование задач заинтересованных лиц в задачи проектирования
7. Разработка критериев качества функционирования
7.1 Общие положения
7.2 Преобразование задач проектирования в критерии качества функционирования
7.3 Установление особых критериев качества функционирования
8. Разработка расчетных сценариев пожара
8.1 Общие положения
8.2 Определение вероятных сценариев пожара
8.3 Средства, используемые для определения вероятных сценариев пожара
8.4 Определение расчетного сценария пожара
8.5 Описание расчетных сценариев пожара
8.6 Дальнейшие шаги
9. Разработка опытных проектов
9.1 Общие положения
9.2 Возгорание и развитие пожара
9.3 Контроль за распространением дыма и дымоудаление
9.4 Обнаружение пожара и оповещение о нем
9.5 Тушение пожара
9.6 Поведение людей и эвакуация
9.7 Пассивная противопожарная защита
10. Оценка опытных проектов
10.1 Общие положения
10.2 Уровни оценки
10.3 Вероятностный анализ
10.4 Детерминированный анализ
10.5 Учет известных отклонений и неизвестных воздействий (анализ неопределенности)
11. Разработка схемы проекта по противопожарной защите
11.1 Общие положения
11.2 Содержание схемы проекта по противопожарной защите
11.3 Подача документов на рассмотрение
11.4 Оценка
12. Документация и технические условия
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
75
12.1 Общие положения
12.2 Характеристика проектной группы и описание квалификации ее членов
12.3 Отчет по функционально-ориентированному проектированию
12.4 Технические условия и чертежи
12.5 План и документация по проведению испытаний
12.6 Отчетность и документация о внесенных изменениях
12.7 Проверка соответствия
12.8 Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту
13. Управление изменениями, связанными со зданием
13.1 Общие положения
13.2 Опора на существующую документацию
13.3 Оценка, анализ и документирование изменений
Приложение A. Список дополнительной литературы
Введение
Функционально-ориентированное проектирование противопожарной защиты
Компьютерные модели пожара
Расчетные сценарии пожара
Повреждение противопожарной преграды и целостность конструкции
Распространение пожара
Пожарные испытания
Цели и задачи
Поведение людей
Возгорание предметов (целевых объектов)
Реакция людей при пожаре
Передвижение людей
Задымление
Тепловое воздействие
Токсичность
Методы проверки
Видимость
Источники данных о скорости выделения тепла
Приложение B. Пример определения задач и критериев качества функционирования
Введение
Постановка целей
Разработка задач заинтересованных лиц исходя из целей противопожарной защиты
Разработка задач проектирования
Разработка критериев качества функционирования
Разработка шаблона целей и задач
Приложение C. Использование статистических данных при выборе вероятных сценариев пожара
Введение
Выбор подходящего сценария
Использование баз данных для анализа закономерностей
Ежегодное исследование управлений пожарной охраны, проводимое Национальной ассоциацией по противопожарной защите (NFPA)
Национальная система отчетности о пожарах (NFIRS) под руководством Пожарного управления при Федеральном
агентстве по чрезвычайным ситуациям США (FEMA/USFA)
База данных о пожарах, администрируемая Национальной ассоциацией по противопожарной защите (NFPA's FIDO)
Работа с недостатками и достоинствами разных баз данных
Приложение D. Примеры определения сценариев пожара и расчетных сценариев пожара
Введение
Сценарий пожара
Средства
Частота возникновения пожара
Надежность и доступность
Риск
Скрытый риск
Приложение E. Анализ рисков
Введение
Методы выражения риска
Дерево событий для приведенного примера
Расчеты, основанные на риске
Сценарии пожара в сравнении с расчетными сценариями пожара
Анализ сценариев пожара
Приложение F. Выбор моделей или других аналитических методов
Введение
Анализ чувствительности
Использование моделей для прогнозирования результатов
Общие рекомендации по анализу моделирования
Разработка шаблона моделирования
Компьютерное моделирование
Ограничения моделирования
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
76
Достоверность моделей пожара
Другие ограничения
Приложение G. Анализ неопределенности
Введение
Этапы анализа неопределенности
Определение научной значимости неопределенной величины
Выбор подходящего подхода или средства для обращения с неопределенностью
Средства для осуществления классического анализа неопределенности
Приложение H. Рекомендации по экспертной оценке в процессе проектирования противопожарной защиты
1.0 Общие положения
2.0 Содержание экспертной оценки
3.0 Подготовительный этап экспертной оценки
4.0 Проведение экспертной оценки
5.0 Отчет по экспертной оценке
6.0 Дополнительная литература
Алфавитный указатель
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
77
ПРИЛОЖЕНИЕ H. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКЕ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ
1.0 Общие положения
В данных рекомендациях рассматривается подготовительный этап, содержание, проведение и отчет по экспертной оценке проекта противопожарной защиты. В настоящих рекомендациях экспертная оценка определяется как оценка концептуальной и технической достоверности проекта экспертами, обладающими соответствующей квалификацией, подготовкой и опытом работы в данной сфере или смежной области науки для оценки надежности проекта или его проверки на предмет возможности выполнения поставленных задач и достижения ожидаемых результатов. Допускается проведение экспертной оценки всех или отдельных частей
проекта, таких как краткое описание (бриф) противопожарного проектирования, концептуальные подходы или рекомендации, применение или трактовка нормативных требований или опорных исследований и расчетов.
1.1 Цель. Данные рекомендации предназначены для членов Общества инженеров противопожарной защиты (SFPE) и других
специалистов сообщества по противопожарной защите в качестве руководства по экспертной оценке проектов противопожарной
защиты.
1.2 Введение. В данных рекомендациях рассматриваются такие вопросы, как время проведения экспертной оценки, выбор стороннего эксперта, определение содержания оценки, заключение необходимых договоров, документация по экспертной оценке и
другие вопросы. В данных рекомендациях представлено описание необходимых для принятия заинтересованным лицом решений в
процессе организации и проведения экспертной оценки. В соответствии с представленным в «Техническом руководстве SFPE по
функционально-ориентированной противопожарной защите» определением, заинтересованным лицом является частное лицо или
его представитель, заинтересованный в успешном завершении проекта.
В связи с увеличением числа функционально-ориентированных и других типов проектов, требующих более высокой точности
инженерных расчетов, применение экспертной оценки с большой долей вероятности получит широкое распространение. Экспертная оценка может использоваться в качестве средства содействия заинтересованному лицу в принятии решений относительно соответствия проекта требованиям. Как правило, надзорный орган стремится провести экспертную оценку в целях получения независимого мнения относительно возможности выполнения в проекте поставленных задач. Однако экспертная оценка может потребоваться и в других случаях.
В связи с тем, что проведение экспертной оценки займет дополнительное время в графике выполнения основных стадий проектирования, заинтересованному в оценке стороннего эксперта лицу следует как можно раньше начать поиск специалиста и заключить договор на выполнение данной работы, не позднее стадии анализа и утверждения проекта. Как правило, на данной стадии
требуется привлечение большого числа заинтересованных лиц.
2.0 Содержание экспертной оценки
2.1 Краткий обзор. Целью экспертной оценки может являться всесторонняя проверка полного комплекта документации, включая проверку соответствия требованиям применяемых норм и стандартов, а также целесообразность применяемых в проекте допущений, инженерных методов и входных данных. С другой стороны, содержание экспертной оценки может ограничиваться отдельными элементами проектной документации, такими как специальные модели или методы и связанные с ними входные данные, а
также сделанные из выходных данных выводы.
Нанимающее заинтересованное лицо и сторонний эксперт должны согласовать содержание экспертной оценки. Содержание
необходимо определить до заключения договора на проведение экспертной оценки. Любое изменение содержания должно быть
согласовано обеими сторонами, как нанимающим заинтересованным лицом, так и сторонним экспертом.
Экспертная оценка должна ограничиваться только технической стороной проектной документации. Квалификация, опыт работы и другие личные характеристики подготовившего проект специалиста или организации не являются предметом экспертной
оценки.
В экспертной оценке должно проверяться как внутренне, так и внешнее соответствие проекта. Под внешним соответствием
подразумевается решение поставленных задач. Под внутренним соответствием подразумевается правильность решения поставленных задач.
2.2 Независимая проверка по сравнению с оценкой третьими лицами. Некоторые заинтересованные лица могут также привлекать третьих лиц для проведения проверки завершенных объектов. В связи с тем, что цель данной проверки, как правило, связана с подтверждением соответствия завершенного объекта ранее проверенной проектной документации, согласно настоящим рекомендациям подобные проверки не являются предметом экспертной оценки.
2.3 Подробные данные для экспертной оценки. В зависимости от содержания экспертной оценки (полный комплект проектной документации или отдельная стадия), сторонний эксперт должен рассмотреть перечисленные ниже подробные данные в соответствии с проверяемым проектом:
Применяемые нормы, стандарты и руководства
Проектные требования
Сделанные проектировщиком допущения (например, используемые в моделях или корреляциях эксплуатационные
показатели, расчетные сценарии пожара и свойства материалов)
Применяемый проектировщиком инженерный подход
Применяемые в решении проектных задач модели и методы
Входные данные для проектных задач и для применяемых моделей и методов
Соответствие рекомендаций и выводов с учетом результатов проектных расчетов
Правильность выполнения инженерных расчетов (например, отсутствие математических ошибок или ошибок обработки входных или выходных данных)
3.0 Подготовительный этап экспертной оценки
3.1 Краткий обзор. Как правило, решение о начале подготовительного этапа экспертной оценки принимает заинтересованное в
проекте лицо, чьи интересы могут включать безопасность финансов, экологии и культуры. Обычно экспертная оценка назначается
представителем надзорного органа, однако другие заинтересованные лица также имеют право назначать проведение экспертной
оценки. Как правило, решение о проведении экспертной оценки принимается после разработки проектных решений и в ряде случа-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
78
ев является обязательной частью процесса проверки и утверждения проекта. Решение о проведении экспертной оценки может быть
принято заинтересованным лицом в ходе предварительной встречи по проекту, его презентации с кратким описанием (брифом)
проекта или представления с полным комплектом проектной документации.
3.2 Время проведения экспертной оценки. Решение о необходимости или отсутствии необходимости проведения экспертной
оценки принимается частными заинтересованными лицами. Мотивирующим фактором может быть стремление лучшего понимания
качества, завершенности и научной основы проекта. Решение о проведении экспертной оценки также может быть принято заинтересованным лицом, обладающим ограниченными ресурсами и желающим привлечь сторонних экспертов для содействия в оценке
характеристик противопожарной защиты проекта. Другой возможной причиной проведения экспертной оценки может быть необходимость обеспечения дополнительной гарантии качества проекта.
3.3 Выбор стороннего эксперта. Невозможно переоценить важность независимой оценки и технической компетентности стороннего эксперта. Сторонний эксперт должен быть объективным и не допускать конфликта интересов в рамках проекта. Все претендующие на позицию стороннего эксперта кандидаты обязаны информировать нанимающее заинтересованное лицо о возникновении конфликта интересов или наличии предвзятого мнения.
В целях понимания и возможности оценки представленного проекта сторонний эксперт должен иметь соответствующую квалификацию и опыт работы в области противопожарного проектирования или компетентность в сфере пожарной безопасности.
Например, сторонний эксперт должен как минимум обладать необходимыми квалификацией и опытом работы в области противопожарного проектирования для подготовки приемлемого проекта, аналогичного по содержанию представленному для оценки проекту.
Компетентность инженеров, имеющих квалификацию в области противопожарного проектирования и подготовке приемлемых
проектов, оценивается при условии соответствия следующим требованиям:
Наличие практических знаний по применению действующих строительных норм и норм пожарной безопасности.
Наличие компетенции в применении научно-технических методов защиты людей, имущества и окружающей среды от нежелательных последствий пожаров.
Наличие практических знаний о природе и характеристиках пожара и связанных с ним опасных факторов, а также о возгорании, развитии и распространении пожара.
Знание опасных факторов пожара и пожарного риска.
Знание систем пожаротушения и противопожарной защиты, предназначенных для защиты от воздействия пожара.
Умение оценивать воздействие и последствия пожара на здания, производство, системы и людей.
Наличие компетенции в оценке поведения пользователей здания и реагирования персонала аварийно-спасательных служб
во время чрезвычайных ситуаций.
Наличие инженерно-технического опыта и моральной ответственности.
Сторонние эксперты должны подтверждать свою компетентность в проведении требуемой экспертной оценки посредством
предоставления соответствующих документов о наличии квалификации и опыта работы.
3.4 Заключение договора на проведение экспертной оценки. Перед началом проведения экспертной оценки сторонний эксперт должен заключить с нанимающим заинтересованным лицом соответствующий договор. После оформления договора заключившее его заинтересованное лицо обязано уведомить инженера-проектировщика по авторскому надзору и другие соответствующие стороны о решении проведения экспертной оценки в соответствии с применяемыми постановлениями, законами об инженерно-технической деятельности, этическими нормами и т.д. Образец типового договора выпускается Американским советом инженеров-консультантов [11] и доступен на сайте www.nspe.org. В данном образце договора представлено распределение ответственности за проект, хранение документов, конфиденциальность информации, урегулирование споров и другие вопросы.
4.0 Проведение экспертной оценки
4.1 Мера заботливости при проведении экспертной оценки. Экспертная оценка должна проводиться в соответствии с этическими нормами SFPE. В рамках согласованного содержания экспертная оценка должна проводиться с должной мерой заботливости, такой, как если бы она выполнялась ответственным проектировщиком в ходе оценки пробных проектов. В разделе 2.3 настоящих рекомендаций представлены данные по функционально-ориентированному проекту, требующие рассмотрения в ходе проведения экспертной оценки. При этом в случае выявления сторонним экспертом недочетов, выходящих за рамки содержания оценки,
следует довести информацию о недочетах до сведения нанимающего заинтересованного лица.
Как правило, экспертная оценка направлена на подтверждение соответствия проекта целям обеспечения общественной безопасности или задачам противопожарной защиты других заинтересованных лиц. Обычно усовершенствование проекта или оценка
инженерных методов не являются целью экспертной оценки. Как правило, усовершенствованием проекта занимается проектная
группа.
4.2 Взаимодействие стороннего эксперта с проектировщиком. Взаимодействие стороннего эксперта с проектировщиком существенно упрощает процесс экспертной оценки. Стороны должны использовать эффективные методы взаимодействия.
4.3 Объективность экспертной оценки. В связи с тем, что для каждого проекта, как правило, существует несколько приемлемых решений, сторонние эксперты обязаны сохранять объективность и не должны учитывать собственные субъективные предпочтения в проектных решениях. Технические вопросы, не оказывающие существенного влияния на характеристики проекта, должны
классифицироваться как данные или результаты исследований, а не как недочеты.
4.4 Необходимое для экспертной оценки программное обеспечение. Сторонние эксперты должны располагать достаточной
документацией для подтверждения использования в процессе разработки проекта лицензионного программного обеспечения и
достоверности данных. Всесторонняя оценка проекта может потребовать от проектировщика предоставления стороннему эксперту
доступа к программному обеспечению, применяемому в разработке проекта. В этом случае сторонний эксперт обязан соблюдать
конфиденциальность в отношении программного обеспечения, а также должен использовать предоставленное программное обеспечение исключительно в целях проведения необходимой экспертной оценки. В ряде случаев для проверки результатов, полученных в ходе разработки исходного проекта, возникает необходимость применения дополнительных программ и данных.
Некоторые проекты и расчеты могут выполняться с использованием коммерческого программного обеспечения, лицензированного на частное лицо или организацию, а копии данного программного обеспечения могут быть недоступны стороннему эксперту,
например, такие программы как FLUENT, StarCD или ANSYS. Кроме того, возникают ситуации, когда сторонний эксперт не знаком или не имеет соответствующей квалификации для работы с данным программным обеспечением. В этом случае для содействия
в выборе соответствующего программного обеспечения, а также гарантии точности входных данных и полученных результатов
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
79
может потребоваться помощь специалистов, обладающих требуемым опытом работы и имеющих доступ к программному обеспечению. Данную работу следует выполнять только с разрешения заинтересованного лица.
4.5 Конфиденциальность информации. Как правило, результаты экспертной оценки должны сообщаться только нанимающему заинтересованному лицу. На усмотрение нанимающего заинтересованного лица результаты могут быть сообщены инженерупроектировщику по авторскому надзору. В ряде случаев профессиональная этика обязывает сообщать результаты экспертной
оценки представителям соответствующих надзорных органов.
4.6 Права на интеллектуальную собственность. В ходе проведения экспертной оценки сторонний эксперт обязан соблюдать
конфиденциальность информации и материалов и не разглашать их, а также он не имеет права полностью или частично использовать, копировать или воспроизводить в печатном, электронном или ином виде разработанные инженером-проектировщиком по
авторскому надзору концепции и методы.
5.0 Отчет по экспертной оценке
5.1 Документация. По завершении оценки сторонний эксперт должен подготовить письменный официальный отчет с указанием содержания оценки и полученных результатов. В отчете должно быть представлено заключение стороннего эксперта относительно соответствия или несоответствия проекта поставленным задачам. В отчете необходимо рассмотреть данные, приведенные в
разделе 2.3 настоящих рекомендаций. Сторонним экспертам следует обосновывать все комментарии относительно соответствия с
указанием ссылок на официальную техническую документацию.
5.2 Дополнительная информация. Для урегулирования споров между проектной группой и сторонним экспертом относительно выводов экспертной оценки может потребоваться дополнительная техническая документация. Проектировщик и сторонний эксперт должны понимать, что экспертная оценка является лишь средством, помогающим принять обоснованное решение.
6.0 Дополнительная литература
Дополнительная литература по противопожарному проектированию, функционально-ориентированным проектам противопожарной защиты и экспертной оценке в процессе проектирования противопожарной защиты доступна на сайте Общества инженеров
противопожарной защиты (SFPE) www.sfpe.org.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
80
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РУКОВОДСТВА SFPE ДЛЯ НАДЗОРНЫХ ОРГАНОВ ПО
ПРОВЕРКЕ ПРОЕКТОВ
«Руководство SFPE для надзорных органов по проведению проверки функциональноориентированных проектов»
The SFPE Code Official’s Guide to Performance-Based Design Review
Издательство:
Общество инженеров противопожарной
защиты (SFPE), г. Бетесда, штат Мериленд, США
Society of Fire Protection Engineers
(SFPE), Bethesda, MD, USA
Совет по международным нормам
(ICC), г. Кантри-Клаб-Хиллз, штат Иллинойс, США
International Code Council (ICC), Country Club Hills, IL, USA
ISBN:
1-58001-202-7
Формат:
28,5 х 21 см
Кол-во страниц:
114
Год издания:
2004
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
81
«РУКОВОДСТВО SFPE ДЛЯ НАДЗОРНЫХ ОРГАНОВ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРОВЕРКИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОЕКТОВ»
В данном приложении представлены выдержки из «Руководства SFPE для надзорных органов по проведению проверки функционально-ориентированных проектов» (The SFPE Code Official’s Guide to Performance-Based Design Review) [10]. Информация
изложена на основе фрагментарного перевода данного руководства. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Введение
1.1 Основные положения
1.2 Часто задаваемые вопросы
1.3 Цель
1.4 Краткое описание
1.5 Целевая аудитория
1.6 Сравнение функционально-ориентированных проектов с проектами на основе предписывающих норм
1.7 Преимущества и ограничения функционально-ориентированных проектов
1.8 Функционально-ориентированные проекты и их аналоги
1.9 Значение целей и задач
1.10 Уровень сложности проекта
1.11 Примеры типов проектов, где может использоваться функционально-ориентированное проектирование
1.12 Условия успешной реализации проекта
1.13 Требования к представляемому функционально-ориентированному проекту
Глава 2. Определения
Глава 3. Роль представителя надзорного органа в функционально-ориентированном проекте
3.1 Основные положения
3.2 Часто задаваемые вопросы
3.3 Процесс функционально-ориентированного проектирования
3.4 Стадия строительства
3.5 Стадия после ввода здания в эксплуатацию
3.6 Ответственность сторон
Глава 4. Функциональные обязанности владельца здания, проектировщика и представителя надзорного органа
4.1 Основные положения
4.2 Часто задаваемые вопросы
4.3 Комплексный подход
4.4 Функциональные обязанности владельца здания
4.5 Функциональные обязанности проектировщика
4.6 Функциональные обязанности представителя надзорного органа
Глава 5. Квалификационные требования к специалистам
5.1 Основные положения
5.2 Часто задаваемые вопросы
5.3 Общие сведения
5.4 Квалификационные требования к группе специалистов со стороны владельца здания
5.5 Квалификационные требования к группе экспертов
Глава 6. Экспертная оценка
6.1 Основные положения
6.2 Часто задаваемые вопросы
6.3 Выбор стороннего эксперта
6.4 Экспертная оценка
Глава 7. Определение целей, задач и функциональных требований
7.1 Основные положения
7.2 Часто задаваемые вопросы
7.3 Общие сведения
7.4 Цели
7.5 Постановка задач
7.6 Разработка функциональных требований
Глава 8. Сценарии расчетного пожара
8.1 Основные положения
8.2 Часто задаваемые вопросы
8.3 Краткий обзор
8.4 Определение вероятных сценариев пожара
8.5 Определение сценариев расчетного пожара
8.6 Характеристика расчетных сценариев пожара
8.7 Кривые расчетного пожара
Глава 9. Методы оценки проектов
9.1 Основные положения
9.2 Часто задаваемые вопросы
9.3 Задачи, функциональные требования и опытные проекты
9.4 Подсистемы
Глава 10. Методы оценки проектов
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
82
10.1 Основные положения
10.2 Часто задаваемые вопросы
10.3 Методы оценки функционирования
10.4 Уровни сложности проекта
10.5 Детерминированные и вероятностные методы
10.6 Методы рассмотрения ограничений/неопределенностей
Глава 11. Модели
11.1 Краткий обзор
11.2 Часто задаваемые вопросы
11.3 Ограничения
11.4 Факторы, влияющие на применяемые модели
11.5 Входные данные
11.6 Выходные данные
Глава 12. Документация
12.1 Основные положения
12.2 Часто задаваемые вопросы
12.3 Значение документации
12.4 Обзор типов документации
12.5 Ответственность за предоставление документации
12.6 Формы документации
12.7 Требования к представляемой документации
Глава 13. Ввод в эксплуатацию и приѐмочные испытания
13.1 Основные положения
13.2 Часто задаваемые вопросы
13.3 Процесс ввода в эксплуатацию и приѐмочные испытания
13.4 Результаты оценки приѐмочных испытаний/ввода систем в эксплуатацию
13.5 Оценка методов и материалов
Глава 14. Изменения на участке строительства и соблюдение требований проектной документации
14.1 Основные положения
14.2 Часто задаваемые вопросы
14.3 Осуществление контроля качества на стадии строительства
14.4 Выявление изменений на участке строительства
14.5 Отчетность и документация по изменениям на участке строительства
14.6 Экспертная оценка и приѐмка изменений на участке строительства
Глава 15. Эксплуатация и обслуживание
15.1 Основные положения
15.2 Часто задаваемые вопросы
15.3 Программа эксплуатации и обслуживания
15.4 Руководства по эксплуатации и обслуживанию
15.5 Ограничения по эксплуатации здания
15.6 Протокол управления изменениями
15.7 Набор и подготовка обслуживающего персонала здания
15.8 Испытание и обслуживание
15.9 Компенсационные меры
15.10 Контроль концентрации горючих материалов
15.11 Допустимые изменения
15.12 Экспертная проверка со стороны надзорного органа
Глава 16. Управление изменениями в здании
16.1 Основные положения
16.2 Часто задаваемые вопросы
16.3 Изменения в здании
16.4 Реконструкция, предусмотренная руководством по эксплуатации и обслуживанию
16.5 Реконструкция/изменение назначения здания, не предусмотренные руководством по эксплуатации и обслуживанию
Приложение А. Основы компьютерного моделирования
А.1 Происхождение моделей
А.2 Преимущества применения моделей
А.3 Типы моделей
Библиография
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
83
ГЛАВА 11. МОДЕЛИ
11.1 Краткий обзор
Модели являются математическими методами, используемыми для отражения реальной ситуации. Кроме того, модели могут
быть помещены в компьютер для упрощения вычислительного процесса. Особенно это необходимо, когда уравнения становятся
очень сложными, и когда требуется одновременно решать многочисленные переменные.
Модели варьируются от простых уравнений, которые можно решить с помощью калькулятора, до сложных программ, которые
требуют наличия мощных компьютеров. Например, уравнение, которое позволяет определить площадь квадрата, A = r2, является
простой моделью. Все модели имеют ограничения, и модель должна использоваться в пределах своих ограничений, либо следует
использовать соответствующую завышенную оценку. Результаты должны быть проверены на разумность.
11.2 Часто задаваемые вопросы
– Что такое модель?
Модели противопожарного проектирования являются математическими методами, применяемыми для оценки пробных конструкций. Модели варьируются от простых уравнений, которые могут быть решены вручную или с помощью калькулятора, до
сложных программ, которые требуют наличия мощных компьютеров (см. приложение А «Основы компьютерного моделирования»).
– Общедоступные модели лучше, чем собственные модели, индивидуально изготовленные фирмой?
Общедоступные модели находятся в свободном доступе и являются бесплатными. Является ли одна модель (общедоступная
или собственная) лучше другой, следует определять на основе того, насколько она отвечает потребностям расчета, прошла ли она
валидацию и экспертную оценку и с какими результатами, и насколько хорошо зарегистрированы в документации еѐ ограничения,
а не в зависимости от того, общедоступная она или собственная. Кроме того, следует отметить, что в результате широкого распространения и свободы использования общедоступных моделей, потенциально у них существует больше вероятности получить экспертную оценку (см. разделы 11.3 и 11.4).
– Когда применяются модели?
Как правило, модели используются при проведении оценки пробных конструкций. Модели выдают результаты, которые можно
сравнить с функциональными требованиями. Кроме того, модели иногда используют для разработки расчетных сценариев пожара,
которые затем применяются в оценке пробных конструкций (см. разделы 11.3 и 11.4).
– Бывают ли случаи, когда модель применять не следует?
Уровень сложности проекта или инженерно-технического исследования часто диктует тот тип модели, который следует использовать. Иногда степень пригодности модели определяется еѐ ограничениями. В целом, уровень сложности модели, варьирующийся от простых расчетов, выполняемых вручную, до полевых моделей определяет степень усилий, которые необходимо приложить, чтобы получить результаты. Более тщательный расчет, как правило, является более затратным, но необязательно дает лучшие результаты. И, наконец, выбор модели зависит от ее соответствия конкретному исследованию. Например, модель, в которой
рассматривается теплопередача от огня к элементу конструкции, не подходит для анализа перемещения дыма по зданию (см. раздел 11.3).
– Зачем использовать модель?
Одним из преимуществ использования моделей при противопожарном проектировании является их сходимость (повторяемость). Это означает, что при одинаковых входных данных результаты модели пожара будут идентичными вне зависимости от
того, где и кем она используется. Это не значит, что модели всегда дают правильный ответ, скорее они дают непротиворечивые
ответы. Кроме того, применение моделей помогает в значительной степени снизить затраты по сравнению с проведением полномасштабных пожарных испытаний или экспериментов (см. приложение А «Основы компьютерного моделирования»).
– Как выбрать модель?
Как правило, модель выбирается на основе сопоставления предоставляемых ею выходных данных и информации, необходимой
в соответствии с функциональными требованиями. Например, оценивает ли модель температуру дымового слоя в помещении, примыкающем к помещению, в котором произошло возгорание? Для этих целей необходимо выбрать модель воздействий пожара,
которая отслеживает температуру дыма в помещении из нескольких комнат (см. раздел 11.4).
– Кто имеет квалификацию применять модели и какие типы моделей?
Специалисты, использующие модель, должны быть способны подтвердить, исходя из своего образования и опыта, что они
имеют необходимый уровень знаний для применения модели. Например, есть ли у специалиста образование и опыт в сфере динамики пожаров, которые отчасти помогут продемонстрировать квалификацию по применению модели воздействий пожара? Аналогичным образом, для использования моделей эвакуации специалист должен продемонстрировать соответствующие уровни образования и опыта в таких областях как поведение людей при эвакуации (см. раздел 11.3).
– Как можно быть уверенным в том, что выбранная модель соответствует проекту или инженерно-техническому исследованию?
Выбранная модель, по меньшей мере, должна предоставлять выходные данные результатов, которые пригодны для анализа (т.е.
температура верхнего слоя, снижение видимости, время эвакуации). Кроме того, модель необходимо использовать в пределах ее
ограничений, в противном случае применение модели за пределами ее ограничений должно быть определенным образом оправдано. Зачастую эти ограничения перечислены в руководстве пользователя или иных документах, связанных с моделью. К иным факторам, которые также следует учитывать при применении модели, относятся доступность и применимость модели, ее валидация, а
также компетентность пользователя (см. разделы 11.3 и 11.4).
– Насколько важны входные данные, и где их брать?
Входные данные очень важны. Для одних моделей требуется больше входных данных, чем для других. Способность инженера
применить конкретную модель может быть ограничена степенью доступности данных. Из-за отсутствия конкретных данных иногда применяются допущения. Эти допущения необходимо четко прописать в ходе анализа моделирования. В других случаях может
потребоваться проведение пожарных испытаний или других исследований для того, чтобы получить необходимые входные данные
для модели (см. раздел 11.5).
– Какие используются допущения, и что служит для них основанием?
При применении моделей часто бывает необходимо использовать допущения. Некоторые из допущений могут быть заложены в
саму модель, например, в зонной модели существует базовое допущение о наличии в горящем помещении среды, состоящей из
двух слоев: горячего верхнего слоя и прохладного слоя окружающей среды. Представитель надзорного органа может попросить
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
84
специалиста, использующего модель, указать, какие допущения присущи используемой модели. Другой тип допущений применяется, когда отсутствуют конкретные данные, требующиеся в качестве входных данных модели. Например, теплоемкость конкретного материала облицовки стен в помещении или средняя скорость перемещения людей по конкретному зданию. Зачастую, когда
допущения вводятся специалистом, использующим модель, он может при отсутствии более подходящих данных в качестве допущения выбрать завышенное значение. Эти типы допущений также должны быть зарегистрированы в документах по моделированию, представленных на рассмотрение (см. раздел 11.5).
– Как узнать, насколько точен результат?
Представитель надзорного органа должен понимать, что модель не может дать 100%-ую точность. Точность результатов модели основана на ограничениях, присущих модели, прецизионности входных данных и чувствительности модели к этим данным. Это
означает, что если конкретная модель используется в пределах своих ограничений (т.е. в пределах одного помещения конкретного
максимального размера), и ее входные данные основаны на свойствах конкретных материалов и скорости выделения тепла при
реальном пожаре, она должна обеспечивать точные результаты (см. разделы 11.3 и 11.6).
– Как узнать, насколько близок будет результат к реальному пожару?
Сравнение результатов модели с реальным пожаром называется верификацией. Верификация бывает сложной и дорогостоящей
процедурой, поскольку может включать в себя испытание многочисленных сценариев пожара в здании, имеющем точную конфигурацию проектируемого здания. В некоторых случаях есть вероятность, что было проведено исследование в здании-прототипе, в
ходе которого были собраны данные о профилях температуры или времени активации спринклеров или детекторов дыма. Такие
типы прототипических исследований могут давать полезные данные для сравнения с расчетом в модели. Одним из верных способов оценки выходных данных модели является применение проверки разумности: если данные выглядят неправильными или неподходящими, вероятно, так оно и есть (см. разделы 11.3 и 11.6).
– Можно ли оспорить выбор модели и/или результаты? Какие вопросы следует задавать?
Представитель надзорного органа может попросить предоставить документацию по применяемой модели. Документация по
модели должна содержать информацию об ограничениях модели и о том, как проходила ее валидация. Если модель используется за
пределами указанных ограничений или допустимого диапазона, установленного при валидации, представитель надзорного органа
может потребовать дополнительное обоснование. Кроме того, модели могут быть чувствительны к определенным типам входных
данных. Это может привести к некоторой неопределенности в результатах, если диапазон входных данных не был учтен или документально зарегистрирован. Представитель надзорного органа может спросить специалиста, использующего модель, каким образом была учтена чувствительность. И, наконец, представитель надзорного органа может спросить, прошли ли результаты процедуру верификации в сравнении с данными какого-либо исследования или эксперимента с реальным пожаром. Как указано выше,
осуществить верификацию может быть очень сложно. Однако, по тем результатам, которые не согласуются с вашим опытом, целесообразно провести исследование (см. раздел 11.3 и приложение А «Основы компьютерного моделирования»).
– Где можно получить более подробную информацию о моделях?
В Американском обществе по испытаниям и материалам (ASTM International), Обществе инженеров противопожарной защиты
(SFPE) и Национальном институте стандартов и технологий (NIST, www.fire.nist.gov)
11.3 Ограничения
11.3.1 Типичные ограничения
Как правило, у моделей есть ограничения. Эти ограничения могут быть заложены в основные допущения модели (например,
деление среды в помещении на два слоя), в валидацию (например, применение модели мебели для материалов или конфигураций
за пределами того диапазона предметов мебели, которые изначально прошли испытания) или, как вариант, в качество входных
данных (например, «мусор на входе - мусор на выходе». Примечание. Принцип программирования, в соответствии с которым неверные входные данные не могут привести к правильному результату). Проектная группа должна быть способна определить ограничения применяемой модели и то, использовалась модель в пределах ограничений или нет. Если модель использовалась за пределами ограничений, проектная группа должна быть способна определить, каким образом были преодолены ограничения.
11.3.2 Компетентность пользователя
Модели также могут быть ограничены умениями специалиста их применять. Такие ограничения могут выражаться в неадекватной компьютерной обработке, скорости или индивидуальном опыте. Некоторые ограничения могут быть отражены в руководстве
пользователя или в прошедших экспертную оценку исходных документах, поддерживающих разработку модели. В некоторых случаях ограничения модели могут быть не зарегистрированы документально. Описание некоторых ограничений приведено ниже.
11.3.3 Значимость расчетного пожара
Как правило, для большинства моделей, применяемых для изучения воздействий и динамики пожара, в качестве входных данных требуются значения скорости выделения тепла. Скорость выделения тепла является численным описанием мощности пожара.
Обычно она выражается в кВт или БТЕ/час как функция времени, характеризующая интересующий пожар или сценарий расчетного
пожара. Следовательно, значимость анализа воздействий и динамики пожара продиктована значимостью расчетного пожара (-ов),
выбранного (-ых) для исследования. Поэтому выбор расчетного пожара является ответственным моментом. Кроме того, следует
отметить, что некоторые модели не учитывают воздействие таких явлений как охлаждающее и подавляющее огонь воздействие
спринклеров или уменьшение горения, когда процентное содержание кислорода при пожаре в помещении ограничено.
11.3.4 Уровень сложности
Уровень сложности моделей пожара (в порядке возрастания от расчетов вручную до полевых моделей) может накладывать свои
ограничения на пользователя. Как правило, чем больше сложность модели, тем больше предъявляется требований к мощности
компьютера и опыту специалиста, использующего модель. Следовательно, эти ограничения могут привести к выбору менее сложного метода или модели. Однако, следует отметить, что сложность модели и уровень детализации необязательно приводят к получению более качественного результата (см. раздел 11.4).
11.3.5 Конфигурация помещения, в котором проводится исследование
Некоторые модели имеют ограничения, связанные с конфигурацией того помещения, в котором проводится исследование пожара. Эти ограничения могут быть основаны на основных допущениях модели или конфигурациях помещений, в которых проводилось пожарное исследование, на основе которого была разработана модель.
11.3.5.1 Масштаб помещения
Масштаб помещения, в котором проводится исследование, может быть ограничен. Воздействия пожара в небольшой спальне
могут значительно отличаться от воздействий пожара в многоярусном складе. Чтобы учесть эти сложности, важно понимать, может ли быть увеличен или уменьшен масштаб в модели.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
85
11.3.5.2 Соотношение геометрических размеров
Соотношение геометрических размеров помещения, в котором предстоит провести исследование по моделированию, может
сдерживаться ограничениями модели. Помещения с очень высоким потолком или очень вытянутые и узкие помещения могут выходить за пределы возможностей конкретных моделей.
11.3.5.3 Потолок
Разработка или оценка большинства моделей пожара происходит на основе экспериментов в помещении с горизонтальным потолком. Исследование помещения с наклонным потолком может превысить ограничения модели.
11.3.5.4 Помещения нестандартной геометрической формы
Некоторые модели могут быть основаны на допущениях о ровных потолках или помещениях кубической формы. При желании
смоделировать помещение с высокими балками, которые создают полости в потолке, или помещения нестандартной геометрической формы необходимо учитывать ограничения применяемой модели.
11.3.6 Демонстрация приемлемости модели
Все модели, применяемые для оценки проекта, должны быть признаны соответствующим профессиональным сообществом, либо проектная группа должна быть способна продемонстрировать приемлемость применения модели.
Оценка модели подразумевает оценку способности модели выдавать результаты, согласующиеся с исследованиями, на основе
которых эта модель была разработана. Если модель разрабатывалась исходя из основных принципов, следует продемонстрировать,
что она прошла валидацию при сравнении с рядом результатов, полученных при проведении пожарных испытаний либо при использовании других моделей, прошедших валидацию ранее. Информация о валидации конкретной модели часто указана в руководстве пользователя или в ссылках к документам, прошедшим экспертную оценку.
Однако, не всегда есть возможность проверить результаты конкретной модели. Верификация результатов модели проводится в
конце проведения оценки. В идеальном случае, результаты модели проходят верификацию на основе реального документально
зарегистрированного опыта или проведенных испытаний, которые аналогичны проведенной оценке. Например, наблюдаемое при
испытании время до наступления общей вспышки в помещении идентично смоделированному, или время эвакуации людей из здания аналогично тому, что получено при проведении оценки.
Если модель имеет переменные многократного ввода, еще одним способом оценки результатов модели является определение
чувствительности выходных данных модели к каждой из входных переменных. Например, если модель пожара оценивает температуру верхнего слоя, основываясь на выделении тепла при пожаре и поглощении энергии потолком и стенами, целесообразно варьировать значения скорости выделения тепла и тепловые свойства материалов стен и потолка. Если результаты меняются в значительной степени при изменении одной из этих входных переменных, значит, модель чувствительна к определенному типу входных
данных. Чем более чувствительна переменная к изменениям данных, тем более важным становится применение хорошей аппроксимации истинного значения входных данных или выбора значения для наиболее неблагоприятного сценария. Эта чувствительность и неопределенность должна учитываться при применении модели в ходе инженерно-технического исследования или проектирования.
11.4 Факторы, влияющие на применяемые модели
Выбор типа применяемой модели часто зависит от уровня сложности проектирования или инженерно-технического исследования. Иногда ограничения модели определяют степень ее пригодности. Например, модель помещения из одной комнаты может прогнозировать активацию пожарного теплового извещателя в комнате, где произошло возгорание. В то же время, от более сложной
модели помещения из нескольких комнат требуется способность прогнозировать активацию пожарного теплового извещателя в
комнатах за пределами той комнаты, в которой произошло возгорание. Аналогичным образом, выбор модели зависит от необходимого уровня детализации. Например, для одного исследования достаточным является допущение о средней температуре верхнего
слоя в зонных моделях, в то время как для другого исследования необходимо понимание более детального профиля температур
внутри помещения.
Применение модели для оценки проекта приводит к одному из трех результатов:
1. Расчет однозначно показывает, что оцениваемая характеристика допустима.
2. Расчет не показывает однозначно, допустима или недопустима оцениваемая характеристика.
3. Расчет однозначно показывает, что оцениваемая характеристика недопустима.
В случае, когда модель отчетливо показывает, что оцениваемая характеристика допустима или наоборот недопустима, простой
модели, как правило, достаточно. Тем не менее, если модель не демонстрирует явным образом допустимость либо недопустимость
характеристики, требуется более мощный инструмент для снижения неопределенности. То, насколько хорошо модель отражает
рассматриваемый сценарий, определяет разницу между явной и неявной демонстрацией допустимости или недопустимости.
Маурер (Mowrer) разработал следующую схему, отражающую суть данной концепции:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
86
Рис. 11.1 Необходимый уровень сложности
Выбор модели также определяется ее пригодностью для исследования (т.е., модель, рассматривающая теплопередачу, не пригодна для анализа перемещения дыма). Справочным документом, доступным для специалистов, использующих модели, является
стандарт ASTM E 1895. В него включен список вопросов, которые специалист может задать о модели, чтобы определить ее пригодность для конкретного применения.
11.5 Входные данные
Одним моделям требуется больше входных данных, чем другим. Способность инженера использовать конкретную модель может быть ограничена наличием данных. Типы данных включают в себя скорости выделения тепла для конкретных материалов или
наборов горючих материалов, свойств материалов для ограничительных поверхностей (стен, пола, потолков), скорости образования
токсичных газов и скорости перемещения людей, находящихся в здании.
Необходимость использовать допущения часто возникает из-за отсутствия конкретных данных. Эти допущения могут быть результатом интерпретирования или экстраполяции известных данных или могут представлять собой завышенную оценку. При составлении документов об использовании конкретной модели важно включить в описание список всех допущений.
При проверке поданных на рассмотрение документов о моделировании, помимо самой модели должны быть проверены и входные данные. Проектная группа должна быть способна продемонстрировать, почему входные данные являются характерными для
моделируемого сценария, и какова степень доверия к входным данным. Если использованные входные данные лишь отдаленно
пригодны для моделируемого сценария либо имеют низкую степень доверия, проектная группа должна быть способна продемонстрировать, каким образом это было преодолено.
11.6 Выходные данные
Выходные данные моделей могут быть представлены в разной форме: от простого численного ответа до трехмерного цветного
видео. Качество наглядного представления выходных данных модели необязательно свидетельствует об их техническом качестве.
Одной из проверок, которую должны проходить выходные данные модели, является проверка разумности: если данные выглядят неверными, вероятно, так они и есть.
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
А.1 Происхождение моделей
А.1.1 Эмпирические модели
Модели бывают либо эмпирические, либо разработанные исходя из основных принципов. Эмпирические модели используют
математические уравнения, выведенные на основе экспериментов с реальными пожарами и пожарными испытаниями. Пример модели такого типа является модель с мебелью, разработанная Барбаускасом (Babrauskas). Данная математическая модель была основана на результатах многочисленных пожарных испытаний с разными типами мебели реальных размеров. Было выведено уравнение, описывающее выделение тепла, основываясь на разных типах сгораемой мебели. Это уравнение можно использовать для прогнозирования поведения горения иных типов мебели. Следовательно, скорость выделения тепла при горении предмета мебели,
который не проходил испытание, может быть адекватно спрогнозирована (смоделирована). Модели данного типа отличаются от
моделей, разработанных исходя из основных принципов.
А.1.2 Модели на основных принципах
Модели, разработанные исходя из основных принципов, получены на основе фундаментальных концепций химии и физики.
Данные модели построены на сочетании и взаимодействии многочисленных основных уравнений. Примером может служить алгоритм реакции теплового пожарного извещателя в модели DETACT, прогнозирующей активацию пожарного извещателя или спринклера, исходя из тепла от огня, передающегося извещателю, расположенному на потолке.
А.1.3 Расчеты вручную
Некоторые модели можно использовать для вычисления ответа вручную. Как правило, это простые модели с ограниченным количеством входных данных. Когда эти модели становятся более сложными с многочисленными переменными, или когда есть необ-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
87
ходимость определить результат за определенный период времени, математические расчеты может быть проще выполнить с помощью компьютера, чем вручную с помощью калькулятора.
А.2 Преимущества применения моделей
А.2.1 Сходимость (повторяемость)
Одним из преимуществ использования моделей при противопожарном проектировании является сходимость (повторяемость).
Это значит, что при одних и тех же входных данных результаты модели пожара будут идентичными, независимо от того, где и кем
используется модель. Модель может применяться снова и снова, не допуская ухудшения качества или возникновения ошибок, что
может наблюдаться при проведении пожарных испытаний или в условиях исследовательских лабораторий. Это, однако, не означает, что модели всегда дают верный ответ, скорее они обеспечивают единообразные ответы.
А.2.2 Экономия затрат
Применение моделей может принести значительную экономию затрат по сравнению с проведением полномасштабных пожарных испытаний или экспериментов. Без сомнения, экономически гораздо эффективнее смоделировать результаты возгорания в
жилой комнате по сравнению с теми временными затратами и стоимостью материалов и оборудования, необходимых для проведения испытания с горящей кроватью в центре комнаты. Кроме того, применение моделей позволяет выполнять большое количество
расчетов при незначительных изменениях во входных данных (например, использование стула вместо стола или эвакуация пожилых людей в сравнении с эвакуацией молодежи из одного и того же кинотеатра).
А.3 Типы моделей
А.3.1 Модели перемещения/эвакуации людей
Модели перемещения/эвакуации людей прогнозируют время эвакуации из помещения или здания по определенным путям (т.е.,
через двери, лестницы, коридоры). Методы расчетов вручную, а также компьютерные модели эвакуации основаны на концепциях
течения жидкости, например, течения воды по трубе. Так, проводится аналогия между потоком людей через дверной проем и потоком жидкости через отверстие. Специалистам, использующим модель этого типа, часто приходится определять скорость, с которой
перемещаются люди, и скорость их прохождения через проемы. Некоторые более сложные компьютерные модели учитывают дополнительные варианты поведения, например, когда люди принимают решение пойти другим путем, если обнаруживают, что выход заблокирован из-за образовавшегося большого скопления народа.
Важно понимать, что многие модели эвакуации являются моделями оптимизации. Это означает, что время, вычисленное для
выхода из конкретного помещения или здания, является минимальным временем, необходимым на то, чтобы эвакуировать людей
из конкретной зоны. Эти модели не учитывают многие варианты поведения людей, которые могут приводить к задержке эвакуации. Это важные моменты, которые необходимо учитывать при использовании результатов моделей перемещения/эвакуации людей.
А.3.2 Модели динамики пожара/воздействий пожара
А.3.2.1 Численные модели
Для исследования воздействий и динамики пожара применяются разнообразные численные модели. Воздействия и динамика
пожара включают в себя, помимо прочих связанных с пожаром аспектов, выделение тепла при пожаре, распространение тепла и
дыма, образование токсичных газов и распространение пожара. Существуют модели пожаров, которые рассматривают явления,
возникающие при пожаре, от достаточно простых до очень сложных.
А.3.2.2 Расчеты вручную
Существуют многочисленные методы расчетов, выполняемых вручную, основанные на эмпирических методах. Некоторые из
этих методов включают в себя минимальную скорость выделения тепла, необходимую для возникновения общей вспышки, и соотношения для основной струи дыма, позволяющие пользователю прогнозировать профили температуры и скорости непосредственно
над огнем на разной высоте. Иные соотношения применяются для расчета количества образующегося дыма, учитывая скорость
выделения тепла и высоту над огнем. Скорость выделения тепла может использоваться для прогнозирования передачи тепла элементу потолка непосредственно над огнем, а высота над огнем – для проектирования систем дымоудаления.
А.3.2.3 Зонные модели
Еще один тип моделей (более сложных, чем описанные в примерах выше) – это зонные модели пожара. Эти модели основаны
на едином допущении о том, что во всех помещениях, где есть воздействия от пожара, среда разделена на четкие слои: горячий
верхний слой и прохладный нижний слой. Это упрощающее допущение подходит для помещений и пространств до возникновения
общей вспышки. Эти модели потока жидкости полезны при прогнозировании средней температуры верхнего слоя и высоты нагретого верхнего слоя относительно уровня пола. Этот тип моделей часто используется при изучении времени, необходимом для того,
чтобы осуществить безопасную эвакуацию людей из здания до того, как горячий верхний слой опустится на ту высоту, при которой будет нанесен вред людям. В моделях, прогнозирующих пожар после вспышки, используется аппроксимация помещения в
виде единой зоны с однородной температурой.
А.3.2.4 Полевые модели
Третий тип моделей пожара называется полевыми моделями. Они гораздо более сложные по сравнению с зонными моделями и
моделями, в которых используется одно соотношение, описанными выше. Эти модели основаны на объеме помещения, который
делится на маленькие взаимосвязанные ячейки или поля. Эти модели способны оценить воздействия и динамику пожара внутри
каждого индивидуального поля. Модель также рассматривает то, каким образом каждое отдельное поле соотносится со всеми полями непосредственно прилегающими к ним. Основные уравнения массы, импульса и энергии решаются на каждой из этих границ.
Например, если помещение разделено на 10,000 таких полей, одновременное исследование воздействий в каждом поле приводит к гораздо более высокому разрешению и уровню детализации. Однако, уровень усилий, необходимых для осуществления одновременных расчетов в каждом поле, приводит к очень большой потребности в мощных компьютерах. Модели этого типа исключительно компьютерные модели.
А.3.3 Модель теплопередачи
Еще один тип модели, применяемой при противопожарном проектировании, является модель теплопередачи. Передача тепла
осуществляется тремя путями: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Модели могут применяться для прогнозирования теплопередачи в каждом из этих индивидуальных режимов или во всех трех одновременно. Расчеты теплопередачи в моделях
для одного пути теплопередачи могут быть сделаны вручную, в то время как при решении задач множественных путей теплопередачи необходимы компьютерные модели. Одна модель может использоваться для прогнозирования времени активации пожарного
теплового извещателя или спринклера в условиях конкретного пожара в конкретном помещении, в то время как другая модель мо-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
88
жет использоваться для прогнозирования повреждений стальной колонны в железобетонной оболочке при конкретном огневом
воздействии.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
89
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ВЫДЕРЖКИ ИЗ РЕКОМЕНДАЦИЙ SAFESA ПО ОЦЕНКЕ КОНСТРУКЦИЙ
«Рекомендации SAFESA по оценке конструкций с помощью анализа методом конечных
элементов»
SAFESA Management Guidelines to Structural Qualification supported by Finite Element Analysis
Издательство:
NAFEMS, г. Глазго, Великобритания
NAFEMS, Glasgow, UK
29,7 х 21 см
Формат:
12
Кол-во страниц:
1995
Год издания:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
90
«РЕКОМЕНДАЦИИ SAFESA ПО ОЦЕНКЕ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ»
В данном приложении представлены выдержки из «Рекомендаций SAFESA по оценке конструкций с помощью анализа методом конечных элементов» (SAFESA Management Guidelines) [12]. SAFESA (сокращение от англ. «SAFE Structural Analysis») - проект, осуществляемый при поддержке Министерства торговли и промышленности Великобритании. В основу данного проекта положена задача упорядочить процесс проведения оценки конструкций таким образом, чтобы свести возможность возникновения
погрешностей к минимуму. Методология включает в себя выявление и оценку погрешностей и работу с ними. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данных рекомендаций. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей
со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Введение
Глава 2. Ресурсы
2.1 Общие положения
2.2 Методология анализа
2.3 Компьютерные средства
2.4 Профессиональное окружение, оказывающее поддержку
2.5 Сочетание ресурсов
2.6 Роль испытаний и опыта
Глава 3. Верификация, валидация и оценка
3.1 Общие положения
3.2 Верификация
3.3 Валидация
3.4 Оценка и валидация модели конструкций
Глава 4. Реальная конструкция, описание реальной конструкции и модель конструкции
4.1 Общие положения
4.2 Неопределенность и погрешность
4.3 Реальная конструкция, ее описание и влияние на модель конструкции
4.4 Анализ источников неопределенности и погрешности
4.5 Работа с погрешностями
Глава 5. Краткое описание действий, необходимых для соблюдения рекомендаций SAFESA по оценке конструкций с помощью
анализа методом конечных элементов
Приложение А. Библиография
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
91
ГЛАВА 2. РЕСУРСЫ
2.1 Общие положения
Для успешного проведения оценки конструкций с использованием метода конечных элементов необходимо правильно сочетать
ряд ресурсов. К этим ресурсам относятся:
инженер-исследователь, осуществляющий анализ, имеющий хорошее понимание процесса оценки конструкций и методологии анализа;
компьютерные средства;
профессиональное окружение, оказывающее поддержку.
В данном документе под «инженером-исследователем» подразумевается специалист, напрямую ответственный за постановку
задач, подготовку данных, расчѐт, разработку и проведение моделирования, а также за составление технических условий к решениям согласно приложению В документа NAFEMS QSS 001 [16]. Помимо компетентности в проведении анализа методом конечных
элементов, инженер-исследователь также должен учитывать следующие моменты:
a) разницу между верификацией, валидацией и оценкой (см. раздел 3 «Верификация, валидация и оценка»);
b) разницу между реальной конструкцией, описанием реальной конструкции и моделью конструкции (см. раздел 4 «Реальная
конструкция, описание реальной конструкции и модель конструкции»);
c) разницу между неопределенностью и погрешностью, и то, как с ними следует обращаться (см. раздел 4 «Реальная конструкция, описание реальной конструкции и модель конструкции»).
2.2 Методология анализа
Грамотная методология анализа должна учитывать информацию из пунктов (a) – (c), описанных выше в разделе 2.1. Кроме того, она должна учитывать неотъемлемую сложность валидации анализа методом конечных элементов и необходимость наилучшим
образом сочетать анализ, испытания и опыт. Одним из таких примеров является методология, представленная в «Техническом руководстве SAFESA» [13]. В целом, грамотная методология анализа входит в общую структуру процесса проведения оценки, как
показано на рис. 2.
Рис. 2. Процесс оценки конструкций (три основных этапа)
2.3 Компьютерные средства
При проведении анализа методом конечных элементов к компьютерным средствам относят пакет инструментов по конечным
элементам, в который входит программное обеспечение, документация и средства поддержки, аппаратные средства и операционные системы. Стандарты для данного пакета приведены в документе NAFEMS QSS 001 [16].
2.4 Профессиональное окружение, оказывающее поддержку
Под профессиональным окружением, оказывающим поддержку, подразумевается группа компетентных коллег, относящихся к
одной системе управления. Подробные требования к компетентности персонала приведены в приложении В документа NAFEMS
QSS 001 [16], а грамотная система управления описана в стандарте ISO 9001 [14] и документе NAFEMS QSS 001 [16]. (Обратите
внимание, что профессиональное окружение, оказывающее поддержку, необязательно связано с одной организацией, но может
включать в себя, например, профессиональные клубы или научные общества.)
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
92
2.5 Сочетание ресурсов
Инженер-исследователь, методология, компьютерные средства и профессиональное окружение, оказывающее поддержку, в совокупности могут быть представлены в виде концепции как на рис. 3.
2.6 Роль испытаний и опыта
В разделе 2.2 шла речь о необходимости наилучшим образом сочетать анализ (в данном случае методом конечных элементов) с
результатами испытаний и опытом. Оценка конструкций, значимых с позиции их надежности, с применением анализа методом
конечных элементов рекомендуется только в том случае, когда эти конструкции соответствуют тем конструкциям, которые доказали свою надежность на практике (в процессе их применения). В иных случаях рекомендуется применение испытаний, подтверждающих их надежность. Необходимость проведения испытаний и их масштаб определяется на основе обращения к современной
практике в соответствующей отрасли промышленности.
Рис. 3. Необходимые ресурсы и связь между ними
ГЛАВА 3. ВЕРИФИКАЦИЯ, ВАЛИДАЦИЯ И ОЦЕНКА
3.1 Общие положения
В контексте данного документа важно различать верификацию, валидацию и оценку. Эти термины отражены на рис. 4 в контексте применения пакета программного обеспечения для оценки конструкций.
В данном документе под программным обеспечением подразумеваются программы, процедуры и любая связанная с ними документация, имеющие отношение к работе системы обработки данных. Инженер-исследователь строительных конструкций использует пакет конечных элементов, включающий в себя документацию пользователя и магнитные носители, имеющие отношение
к работе программы конечных элементов.
3.2 Верификация
Под верификацией пакета программ здесь подразумевается демонстрация того, что программное обеспечение создает модель(и) и обеспечивает правильное ее(их) решение в соответствии с техническим условием, независимо от того, действительно ли модель отражает реальный мир. Иными словами, дает ли программное обеспечение в соответствии с руководством пользователя и
соответствующей документацией правильное решение уравнений?
3.3 Валидация
Термин «валидация» применяется в основном к модели конструкций, иными словами к отражению поведения конструкций через совокупность численных уравнений. Таким образом, валидацией модели конструкции называют подтверждение, как правило, с
помощью иных независимых средств, что модель конструкции пригодна для поддержки выводов по оценке. Иными словами, решаются ли правильные уравнения?
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
93
Рис. 4. Применение пакета программного обеспечения для проведения оценки конструкций
3.4 Оценка и валидация модели конструкций
Оценка конструкций – определение пригодности конструкций для выполнения их функции с учетом способности выдерживать
нагрузки. При создании модели конструкции для выполнения оценки инженеру-исследователю, применяющему метод конечных
элементов, необходимо осуществлять экстраполяцию или интерполяцию из состояния «известно» в «неизвестно». Эта экстраполяция/интерполяция должна быть достаточно небольшой, чтобы модель для конкретной оценки оставалась в пределах современного
опыта. После экстраполяции/интерполяции инженер-исследователь должен ответить на вопрос: «Достаточно ли эффективна/достоверна модель для поддержания моих выводов по оценке?» Таким образом, инженер-исследователь учтет диапазон верификационных испытаний, выполненных разработчиком, и опыт проведения других анализов, прошедших валидацию, что в комплексе
может обеспечить дополнительную уверенность в полученных результатах. Это схематично отражено на рис. 5.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
94
Обозначения:
+
Верификационное испытание, проведенное разработчиком
x
Анализ, прошедший валидацию ранее
Примечание: границы, изображенные вокруг этих точек, в реальности нечеткие и многомерные и могут быть многосвязными,
неправильными и мало заполненными.
Рис. 5. Диапазон верификационных испытаний, проведенных
разработчиком модели, и анализов, прошедших валидацию
ГЛАВА 4. РЕАЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, ОПИСАНИЕ РЕАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ И МОДЕЛЬ КОНСТРУКЦИИ
4.1 Общие положения
Важно понимать разницу между реальной конструкцией, ее описанием, которое используется при оценке конструкции, и моделью, которая создается на основе этой конструкции. При использовании этих терминов также необходимо понимание различий
между неопределенностью и погрешностью.
4.2 Неопределенность и погрешность
Когда нет возможности точно определить значение параметра, в нем существует неопределенность. Это неизбежно влияет на
возникновение некоторых различий в поведении между реальной конструкцией, в том виде, в котором она фактически существует,
и результатами анализа. В связи с этим большинство источников неопределенности должны быть выявлены на раннем этапе оценки.
За остальные различия в поведении между реальной конструкцией и результатами анализа отвечает погрешность. Количество
источников погрешности, а, следовательно, возможности ее возникновения явным образом увеличивается по ходу проведения
оценки конструкций.
Рис. 6. Различия в поведении
Неопределенность в описании реальной конструкции неизбежно приведет к различиям в поведении между реальной конструкцией и результатами, полученными в результате анализа. Эти различия, вызванные неопределенностью в физическом описании
реальной конструкции, следует отличать от погрешности. Погрешность, главным образом, ассоциируется с тем способом, которым
в дальнейшем обрабатывается физическое описание реальной конструкции с целью выполнения анализа. Основной целью любого
плана проведения оценки является учет и сведение к минимуму всех источников неопределенности и погрешности.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
95
4.3 Реальная конструкция, ее описание и влияние на модель конструкции
В данном документе под реальной конструкцией понимается проектируемая или оцениваемая конструкция, которая уже существует или будет существовать в реальном мире. Она характеризуется всеми присущими ей неопределенностями и неизвестными
значениями.
Часть процесса по формированию реальной конструкции в обязательном порядке включает в себя выявление и в некоторых
случаях устранение источников неопределенности. На описание напрямую влияют критерии оценки. В связи с этим неопределенность часто подробно описана в нормах по проведению оценки. Тем не менее, не всю неопределенность можно устранить или
учесть при описании реальной конструкции, и бывает, что иные источники неопределенности становятся очевидными только в
ходе моделирования.
В ходе моделирования продолжается разработка описания реальной конструкции, отражающего то, как практикующие инженеры, опираясь на нормы по проведению оценки и опыт, рассматривают реальность. В итоге в процессе моделирования происходит
переход от реальной конструкции к модели конструкции, которая становится затем предметом анализа методом конечных элементов. Эта последовательность представлена на рис. 7, на котором отражены связи между приведенными выше терминами.
Рис. 7. Неопределенность и погрешность
(Примечание: на каждом этапе используются аппроксимации и допущения)
Можно считать, что валидация применяется к переходу от «описания реальной структуры» к «модели конструкции», а верификация касается перехода от «модели конструкции» к «результатам анализа».
4.4 Анализ источников неопределенности и погрешности
В процессе оценки конструкций необходимо рассмотреть как источники неопределенности, так и источники погрешности. В
нормах по проведению оценки рассматриваются многие основные неопределенности, но необязательно все. Погрешности обычно
не рассматриваются в нормах по проведению оценки, их должен учитывать сам инженер, осуществляющий анализ методом конечных элементов. Один из возможных методов учета погрешностей рассматривается в «Техническом руководстве SAFESA» [13].
Типы неопределенности включают в себя: физическую неопределенность (от естественных источников), неопределенность измерений (собственные погрешности), эпистемологическую неопределенность (недостаток информации, например, предельные
случаи) и неопределенности моделирования. При завершении этапа определения задач неопределенности оцениваются, например,
на основе опыта (экспертной оценки/испытаний), вероятностных методов или анализа чувствительности.
В ходе подробной оценки могут быть выявлены иные источники неопределенности. Одновременно с этим, могут быть выявлены источники погрешности и применена утвержденная процедура работы с ними для их снижения до допустимого уровня, например, процедура, описанная в «Техническом руководстве SAFESA» [13]. Таким образом, вычисленные характеристики модели конструкции будут иметь границу или доверительный предел, связанный с ними. Заключение по проведенной оценке сводится к одному из двух результатов: конструкция «отвечает требованиям» или «не отвечает требованиям».
4.5 Работа с погрешностями
Возможный метод работы с погрешностями описан в «Кратком руководстве SAFESA» [15] и в «Техническом руководстве
SAFESA» [13]. Основной областью, рассматриваемой в руководствах SAFESA, является погрешность моделирования, главными
источниками которой считаются: лежащая в основе математическая модель, домен, граничные условия, свойства нагружения и
материалов. Работа с погрешностями проводится с использованием разнообразия техник, включая применение опыта, простых
вычислений, сравнений с результатами испытаний/известными результатами, иерархического моделирования и анализа чувствительности.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
96
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ВЫДЕРЖКИ ИЗ NAFEMS QSS 001
NAFEMS QSS 001. «Техническое моделирование – Системы менеджмента качества – Требования», 1-е издание
NAFEMS QSS 001. Engineering Simulation – Quality Management Systems – Requirements, 1st
edition
Издательство:
NAFEMS, г. Глазго, Великобритания
NAFEMS, Glasgow, UK
21 х 30 см
Формат:
34
Кол-во страниц:
2007
Год издания:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
97
NAFEMS QSS 001. «ТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ – СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА –
ТРЕБОВАНИЯ»
В данном приложении представлены выдержки из документа NAFEMS QSS 001 «Техническое моделирование – Системы менеджмента качества – Требования» (NAFEMS QSS 001 Engineering Simulation – Quality Management Systems – Requirements) [16],
являющегося приложением к стандарту ISO 9001 «Системы менеджмента качества – Требования» (ISO 9001 Quality Management
Systems – Requirements) [14]. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данного документа. В начале приводится
оглавление в целях ознакомления читателей со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении
жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Информация о предыдущих версиях
Комитет по стандартам
Введение
0.1 Общие положения
0.2 Метод управления процессами
0.3 Соответствие стандарту ISO 9001
1. Область применения
1.1 Общие положения
1.2 Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Система менеджмента качества
4.1 Общие требования
4.2 Требования к документации
5. Ответственность за менеджмент качества
5.1 Распределение обязанностей по менеджменту качества
5.2 Заказчики
5.3 Политика менеджмента качества
5.4 Планирование
5.5 Ответственность, распределение обязанностей и взаимодействие
5.6 Оценка менеджмента качества
6. Управление персоналом
6.1 Предоставление кадров
6.2 Управление персоналом
6.3 Инфраструктура
6.4 Условия труда
7. Реализация продукции
7.1 Планирование реализации продукции
7.2 Взаимодействие с заказчиками
7.3 Дизайн и разработка
7.4 Приобретение продукции
7.5 Продукция и предоставление услуг
7.6 Управление контрольно-измерительными и измерительными устройствами
8. Измерения, анализ и повышение качества
8.1 Общие положения
8.2 Контрольно-измерительные устройства
8.3 Контроль несоответствующей техническим условиям продукции
8.4 Анализ данных
8.5 Повышение качества
Библиография
Приложение A. Категории моделирования по степени важности
Приложение B. Квалификационные требования к персоналу
Приложение C. Соответствие между документами NAFEMS QSS версии 2.0 и NAFEMS QSS версии 1.0
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
98
ПРИЛОЖЕНИЕ B. КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРСОНАЛУ
B.1 Общие положения
В.1.1 Специалист или специалисты в организации, ответственные за проведение моделирования, должны соответствовать требованиям раздела B.2 с учѐтом следующих условий:
В.1.1.1 формальной учебной или профессиональной подготовки (см. пункт В.2.1),
В.1.1.2 экспертных знаний по работе с конкретными инженерными программами (см. пункт В.2.2),
В.1.1.3 экспертных знаний по моделированию и решению технических задач с учѐтом типа моделирования (см. пункт В.2.3),
В.1.1.4 знания и понимания ограничений конкретного программного обеспечения (см. пункт В.2.4).
В.1.2 Особое внимание уделяется трѐм основным функциональным обязанностям, которые выполняют следующие специалисты:
В.1.2.1 «Инженер-исследователь» – специалист, напрямую ответственный за постановку задач, подготовку данных, расчѐт,
разработку и проведение моделирования, а также за составление технических условий к решениям.
В.1.2.2 «Руководитель» – специалист, посредством прямого руководства ответственный за контроль выполнения работ инженером-исследователем, поскольку это связано с использованием в моделировании инженерных программ. Примечание. В случае
если инженер-исследователь является персонально ответственным за использование инженерной программы, этот же специалист
может претендовать на позицию руководителя.
В.1.2.3 «Эксперт» – специалист, обладающий экспертными знаниями по моделированию и работающий с определѐнным программным обеспечением, необходимым для инженерной оценки. Эксперт может быть работником организации или являться сторонним экспертом, нанятым организацией в качестве одного из представителей группы специалистов.
В.2 Квалификационные требования к персоналу
В.2.1 Учебная или профессиональная подготовка
Согласно разделу В.3, соответствующие специалисты должны иметь квалификацию в соответствии с учебным стандартом по
компьютерным средствам, проектированию, физике или другой науке, основанной на математических расчѐтах. Соответствие требованиям данного стандарта подтверждается наличием соответствующей учѐной степени или профессиональной подготовки и
стажа, признанной определѐнными профессиональными организациями достаточной. В случае отсутствия в программе учебной
или профессиональной подготовки прикладной механики, требуется наличие как минимум года работы (или года формальной переподготовки) в соответствующей инженерной сфере деятельности.
В.2.2 Необходимый опыт по моделированию
Согласно разделу В.1, инженер-исследователь или руководитель должен в соответствии с пунктом В.2.5 обладать минимальным опытом работы по моделированию с использованием инженерных программ, соответствующих задачам инженерной оценки.
Отвечающие данному требованию специалисты должны хорошо знать требования к проекту, своды правил, а также стандарты и
методы проектирования, характерные для таких программ. Примечание. Необходимо предусмотреть особые требования к новым
сферам проектирования, которым по объективным причинам не может соответствовать ни одна организация.
В.2.3 Математическое моделирование и решение задач
Специалисты, отвечающие данному требованию, должны в соответствии с пунктом В.2.5 обладать минимальным уровнем экспертных знаний, определѐнным для каждого типа моделирования в отдельности. Соответствие данному требованию определяется
по прохождению формального обучения с последующим опытом работы (см. пункт B.2.3.1) или по наличию предшествующего
опыта работы c соответствующими типами моделирования (см. пункт B.2.3.2).
В.2.3.1 Формальное обучение предполагает длительное посещение учебных курсов по вопросам моделирования, соответствующим задачам инженерной оценки, а также наличие опыта решения минимального числа задач (составление технических условий,
подготовка данных и оценка результатов) в соответствии с пунктом В.2.5.
В.2.3.2 Предшествующий опыт предполагает выполнение заданий, соответствующих по содержанию и объѐму задачам инженерной оценки. В пункте В.2.5 представлена информация о соответствующей категориям моделирования минимальной квалификации.
В.2.4 Применение программного обеспечения по моделированию
Отвечающие данному требованию специалисты должны:
В.2.4.1 пройти формальное обучение и/или без отрыва от основной деятельности обучаться работе с программным обеспечением по моделированию, применяемым для инженерной оценки, в общей сложности соответствующее трѐм человеко-месяцам,
В.2.4.2 хорошо знать и продемонстрировать руководителю понимание документации на программное обеспечение, а также знание соответствующих задачам инженерной оценки ограничений программного обеспечения,
В.2.4.3 продемонстрировать руководителю или заказчику выполнение или контроль выполнения решения как минимум пяти
заданий в соответствии с задачами инженерной оценки,
В.2.4.4 иметь предшествующий опыт успешного применения соответствующих системных возможностей и процессов, полученный на других работах или в процессе специальной подготовки к текущему ряду задач,
В.2.4.5 иметь постоянную связь с разработчиком программного обеспечения по моделированию или компетентным системным
администратором.
В.2.5 В таблице В.1 представлены минимальные рекомендуемые уровни квалификации.
Таблица B.1. Минимальные рекомендуемые уровни квалификации
Категория моделирования по степени
важности
1
Жизненно
важная
Инженерный опыт
см. пункт В.2.2
Опыт работы
в предметной области
5 лет
Моделирование и решение задач
см. пункт В.2.3.1 или В.2.3.2
Опыт по моделированию поНеобходимый опыт
сле прохождения формального
решения задач
обучения
2 задачи 1-ой категории важно6 месяцев
сти (под контролем руководителя)
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
99
2
Важная
2 года
2 месяца
3
Рекомендуемая
1 год
1 месяц
ИЛИ
5 проверенных задач 2-ой категории важности
1 задача 1-ой или 2-ой категории
важности (под контролем руководителя)
ИЛИ
3 проверенные задачи 3-ей категории важности
Соответствующие
эталонные задачи
(например, эталонные
задачи NAFEMS)
B.3 Методы подтверждения квалификации
Существует два метода подтверждения соответствия вышеперечисленным требованиям:
В.3.1 Моделирование осуществляется и контролируется одним специалистом, который отвечает всем требованиям, представленным в разделе В.2.
В.3.2 Моделирование выполняется группой специалистов, в которой инженер-исследователь или непосредственный руководитель соответствует требованиям пункта В.2.1 и В.2.2, а остальным требованиям отвечает один или более специалист из активных
представителей группы. Соответствие требованию пункта В.2.4 подтверждается при условии найма по договору стороннего для
организации эксперта. В большинстве случаев предпочтительным является второй метод, и в целях обеспечения «подушки безопасности» против изменения штата сотрудников представляется возможным номинировать нескольких соответствующих требованиям специалистов группы.
В.4 Документация
В.4.1 Необходимо сохранять документы, объективно подтверждающие квалификацию, подготовку и опыт каждого соответствующего специалиста.
В.4.2 Данные документы следует объединить в подписанном квалификационном удостоверении, на которое ссылается документация по моделированию в рамках соответствующих задач.
В.5 Подтверждение и обновление квалификационного удостоверения
Оценка квалификации имеет ограниченный срок действия и при ниже перечисленных условиях требуется проведение новой
оценки и получение нового квалификационного удостоверения:
В.5.1 существенное изменение параметров моделирования, а именно типа инженерной программы, используемых системных
возможностей или категории моделирования по степени важности,
В.5.2 специалисты группы меняются таким образом, что изначально утверждѐнные специалисты в совокупности больше не отвечают всем предъявляемым требованиям,
В.5.3 внедрение нового (для организации) программного обеспечения по моделированию, а не нового релиза или обновления
существующего программного обеспечения,
В.5.4 в обязательном порядке по истечении трѐх лет.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
100
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СИТИС 101-10
СТО СИТИС 101-10. «Состав и оформление документации программного обеспечения в
области пожарной безопасности»
Издательство:
ООО «СИТИС», г. Екатеринбург, Россия
21 х 29,7 см
Формат:
12
Кол-во страниц:
2010
Год издания:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
101
СТО СИТИС 101-10. «СОСТАВ И ОФОРМЛЕНИЕ ДОКУМЕНТАЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ОБЛАСТИ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ»
В данном приложении представлен стандарт организации ООО «СИТИС» 101-10 «Состав и оформление документации программного обеспечения в области пожарной безопасности» [17]. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей
со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Сведения о стандарте
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Общие положения
5. Состав и обозначение документации
6. Декларация программы
7. Техническое руководство
8. Руководство пользователя
9. Руководство по валидации модели
10. Руководство по верификации расчетов
11. Контрольные примеры
12. Библиография
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
102
ПРЕДИСЛОВИЕ
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ
«О техническом регулировании», а общие правила применения стандартов организаций изложены в ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».
СВЕДЕНИЯ О СТАНДАРТЕ
1. РАЗРАБОТАН ООО «СИТИС».
2. ПРИНЯТ приказом директора ООО «СИТИС» № С1 от 4.03.2010.
Дата введения 4.03.2010.
Исключительные авторские права на данный стандарт принадлежат ООО «Ситис».
ООО «Ситис» предоставляет всем заинтересованным лицам право бесплатного использования настоящего стандарта, а также
воспроизведения настоящего стандарта полностью или частями в печатном и электронном виде.
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящий стандарт организации устанавливает состав документации к программному обеспечению ООО «СИТИС» для
расчета пожарных рисков, а также требования к содержанию и оформлению документации.
1.2. Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий по компьютерному моделированию пожаров
и явлений при пожарах, используемых в документации к программному обеспечению ООО «СИТИС».
1.3. Положения настоящего стандарта обязательны для ООО «СИТИС» при разработке и поддержке программного обеспечения
в области пожарной безопасности.
1.4. Положения настоящего стандарта обязательны для применения предприятиями, организациями и специалистами, имеющими лицензию на использование программного обеспечения ООО «СИТИС», в части и объеме, предусмотренном лицензионным
соглашением на использование программного обеспечения.
1.5. Положения настоящего стандарта могут использоваться предприятиями, организациями и специалистами при выполнении
работ по моделированию пожаров и разработке решений пожарной безопасности зданий и сооружений с применением компьютерного моделирования.
1.6. Положения настоящего стандарта могут использоваться экспертными организациями и экспертами при оценке работ по
моделированию пожаров и разработке решений пожарной безопасности зданий и сооружений с применением компьютерного моделирования.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
2.1. В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
а) ГОСТ Р 1.4―2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения.
б) ГОСТ Р ИСО 9001 Системы менеджмента качества. Требования.
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
3.1. Модель — упрощенное отображение зависимостей и закономерностей реальных объектов и явлений в форме, удобной для
решения практических задач.
3.2. Концептуальная (инженерная) модель — абстрактная модель, определяющая структуру рассматриваемого реального
объекта (явления) как систему элементов объекта (явления) и причинно-следственные связи, присущие этой системе и существенные для достижения цели рассмотрения объекта (явления).
3.3. Математическая модель — отображение зависимостей и закономерностей реальных объектов и явлений в форме математических зависимостей.
3.4. Вычислительная модель – численная реализация зависимостей математической модели объекта (явления) и численного
представления существующего или предполагаемого (проектируемого) объекта (явления).
3.5. Моделирование – решение практической задачи при построении и изучении моделей реально существующих или проектируемых объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений.
3.6. Численное моделирование – моделирование с применением вычислительных моделей, реализованных на электронных
вычислительных машинах.
3.7. Валидация модели — документированное доказательство степени соответствия модели объекта (явления) свойствам и зависимостям реального объекта (явления).
3.8. Верификация моделирования — документированное доказательство или оценка степени соответствия результата моделирования свойствам и зависимостям реального объекта (явления).
3.9. Иерархия моделей – соотношение различных типов моделей одного и того же реального объекта (явления) между собой в
зависимости от степени детализации представления объекта (явления), точности и достоверности определения рассматриваемых
свойств объекта (явления).
3.10. Стек (вложенность) моделей – иерархия моделей объекта для решения практической задачи, в которой происходит последовательное увеличение точности определения исследуемых свойств объекта. Примером стека моделей является соотношение
концептуальной, математической и вычислительных моделей объекта.
3.11. Организационное обеспечение – совокупность решений, определяющих цели и задачи моделирования, порядок и способы выполнения моделирования, применения и использования результатов численного моделирования, системы обеспечения качества моделирования.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
103
3.12. Программное обеспечение – реализация вычислительной модели для выполнения моделирования с применением электронных вычислительных машин. Программное обеспечение состоит из дистрибутива, лицензии на использование, документации,
гарантий разработчика программного обеспечения, технической поддержки.
3.13. Методическое обеспечение – система моделей, реализованных в программном обеспечении.
3.14. Кадровое обеспечение – специалист или группа специалистов, участвующих в решении практической задачи с помощью
численного моделирования, обладающих необходимой и достаточной квалификацией в предметной области моделирования, в создании численного представления моделей рассматриваемых объектов, в верификации результатов моделирования.
3.15. Информационное обеспечение – информация в форме представления в электронных вычислительных машинах, используемая и создаваемая при численном моделировании, а также порядок еѐ применения и хранения.
3.16. Техническое обеспечение – технические средства, такие как электронные вычислительные машины, устройства вводавывода, хранения и передачи информации, используемые для численного моделирования.
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1. Документация программного обеспечения в области пожарной безопасности, разрабатываемого ООО «СИТИС» (далее –
документация), предназначается для следующих целей:
а) Предоставление информации о программном обеспечении специалистам, в компетенции которых находится выработка и принятие решений организационного обеспечения моделирования. В документации должна содержаться исчерпывающая информация для принятия решений о приобретении программного обеспечения, порядке его использования, создания систем обеспечения качества моделирования, порядка формирования кадрового, информационного и
технического обеспечения моделирования с применением рассматриваемого программного обеспечения.
б) Предоставление информации о программном обеспечении и его методическом обеспечении специалистам, в компетенции которых находится использование программного обеспечения для решения практических задач в области пожарной безопасности зданий и сооружений. В документации должна содержаться исчерпывающая информация для
принятия решений о возможности применения методики и программы для решения задач в области пожарной безопасности, для оценки достоверности решений, для самооценки специалистами своей квалификации для решения таких задач.
в) Предоставление информации о программном обеспечении и его методическом обеспечении специалистам, в компетенции которых находится оценка достоверности результатов решения практических задач в области пожарной безопасности зданий и сооружений. В документации должна содержаться исчерпывающая информация для принятия решений о возможности применения методики и программы для решения задач в области пожарной безопасности, приведены способы оценки достоверности решений.
г) Предоставление информации для использования при создании систем менеджмента качества проектных работ и работ
по пожарному аудиту в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001.
д) Предоставление исчерпывающей информации о гарантиях разработчика программного обеспечения.
4.2. В каждый дистрибутив программного обеспечения должен включаться список документов, входящих в состав документации передаваемого программного обеспечения.
4.3. На официальном сайте ООО «СИТИС» должен быть опубликован состав документации для текущих версий программного
обеспечения, а также состав документации предшествующих версий и история изменений.
5. СОСТАВ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ДОКУМЕНТАЦИИ
5.1. В состав документации входят следующие документы:
а) декларация программы;
б) техническое руководство;
в) руководство по валидации модели;
г) руководство пользователя;
д) руководство по верификации моделирования;
е) контрольные примеры.
5.2. Документам присваивается обозначение, которое включает:
а) четырехзначное числовое обозначение программного обеспечения;
б) буквенное обозначение документа в соответствии с назначением;
в) индекс документа.
5.3. Буквенное обозначение документов состоит из следующих обозначений:
а) ДП ― декларация программы;
б) РП ― руководство пользователя;
в) ТР ― техническое руководство;
г) ВЛ ― руководство по валидации модели;
д) ВР ― руководство по верификации расчетов;
е) КП – контрольные примеры.
5.4. Индекс документа состоит из набора одного или нескольких чисел.
5.5. Примеры обозначения:
4174-ТР-01
где:
4174 – обозначение программы «СИТИС: Блок»
ТР – обозначение типа документа – «Техническое руководство»
01 – индекс документа
4174-КП-2-03
где:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
104
4174 – обозначение программы «СИТИС: Блок»
КП – обозначение типа документа – «Контрольные примеры»
2-03 – индекс документа
6. ДЕКЛАРАЦИЯ ПРОГРАММЫ
6.1. Декларация программы – документ, в котором в сжатом виде приводится информация о разработчике, версии программного обеспечения, методическом обеспечении, основная информация о моделях, реализованных в программе, их основных аспектах,
ограничениях к применению.
6.2. Декларация предназначена для включения еѐ копий в отчѐты по расчѐтам, выполненных с применением программного
обеспечения ООО «СИТИС» для предоставления краткой информации специалистам, рассматривающим и оценивающим результаты расчѐтов.
6.3. Объем декларации программы как правило составляет одну или две страницы формата А4.
6.4. В декларации программы указывается следующая информация:
а) название программного обеспечения;
б) версия программного обеспечения;
в) сведения о разработчике;
г) область применения;
д) описание иерархии моделей программного обеспечения;
е) сведения о разработчиках моделей;
ж) перечень существенных параметров численной модели;
з) точность модели;
и) сведения о валидации модели;
к) обзор основных методов верификации расчѐтов.
6.5. Все положения декларации должны иметь уникальное обозначение или нумерацию, для возможности прямых ссылок на
эти положения.
6.6. Все списки и перечисления в декларации должны быть пронумерованы.
7. ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО
7.1. Техническое руководство – документ, в котором приводится подробная информация о разработчике, о версии программного обеспечения, методическом обеспечении, основная информация о моделях, реализованных в программе, их основных аспектах,
ограничениях к применению.
7.2. Техническое руководство предназначено для использования специалистами, непосредственно выполняющими работы по
решению практических задач в области пожарной безопасности с использованием численного моделирования, а также специалистами, оценивающими результаты таких расчѐтов.
7.3. В техническом руководстве программного обеспечения указывается следующая информация:
а) название программного обеспечения;
б) версия программного обеспечения;
в) сведения о разработчике;
г) область применения;
д) описание иерархии моделей программного обеспечения;
е) сведения о разработчиках моделей;
ж) перечень существенных параметров численной модели;
з) точность модели;
и) требования к техническому обеспечению;
к) требования к информационному обеспечению;
л) обзор сведений о валидации моделей;
м) обзор основных методов верификации расчѐтов;
н) список литературных источников, в которых приводятся теоретические основы применения моделей, экспериментальные
данные, примеры выполнения расчѐтов для практических задач, стандарты и руководства.
8. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
8.1. Руководство пользователя – документ, в котором приводится информация об интерфейсе программного обеспечения, о порядке действий для выполнения численного моделирования с применением программного обеспечения.
8.2. Руководство пользователя предназначено для использования специалистами, непосредственно выполняющими работы по
численному моделированию с применением программного обеспечения.
8.3. В руководстве пользователя программного обеспечения указывается следующая информация:
а) название программного обеспечения;
б) версия программного обеспечения;
в) сведения о разработчике;
г) описание элементов интерфейса программного обеспечения;
д) описания последовательности действий для решения типовых задач;
е) рекомендации по оформлению отчетов по численному моделированию с применением программного обеспечения.
9. РУКОВОДСТВО ПО ВАЛИДАЦИИ МОДЕЛИ
9.1. Руководство по валидации модели – документ, в котором приводится подробная информация об экспериментальных данных, демонстрирующих область применения и точность моделей, используемых в программном обеспечении, или приводится другая информация, демонстрирующая соотношение моделей с реальными явлениями или другими известными моделями.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
105
9.2. Руководство по валидации модели предназначено для использования специалистами, выполняющими работы по решению
практических задач в области пожарной безопасности с использованием численного моделирования, а также специалистами, оценивающими результаты таких расчѐтов.
9.3. В руководстве по валидации программного обеспечения указывается следующая информация:
а) название программного обеспечения;
б) версия программного обеспечения;
в) сведения о разработчике программного обеспечения;
г) область применения;
д) описание иерархии моделей программного обеспечения;
е) сведения о разработчиках моделей;
ж) перечень существенных параметров численной модели;
з) точность модели;
и) описание натурных, лабораторных или численных экспериментов по валидации моделей, представление экспериментальных данных;
к) список литературы, в которой приведены экспериментальные данные или другая подобная информация, данные о валидации моделей.
10. РУКОВОДСТВО ПО ВЕРИФИКАЦИИ РАСЧЕТОВ
10.1. Руководство по верификации расчѐтов – документ, в котором приводится подробная информация о методах верификации
результатов численного моделирования и оценки достоверности расчѐтов с применением программного обеспечения.
10.2. Руководство по верификации расчѐтов предназначено для использования специалистами, выполняющими работы по решению практических задач в области пожарной безопасности с использованием численного моделирования, а также специалистами, оценивающими результаты таких расчѐтов.
10.3. В руководстве по верификации расчѐтов указывается следующая информация:
а) название программного обеспечения;
б) версия программного обеспечения;
в) сведения о разработчике программного обеспечения;
г) область применения;
д) описание иерархии моделей программного обеспечения;
е) перечень существенных параметров численной модели;
ж) точность модели;
з) обзор возможных источников ошибок в численном моделировании;
и) обзор применимых методов верификации результатов численного моделирования;
к) обзор экспериментальных данных, которые могут использоваться для верификации;
л) обзор альтернативных моделей, которые могут использоваться для верификации;
м) контрольный список вопросов по применению численной модели и оценке достоверности результата;
н) список литературы, в которой приводятся рекомендации по верификации расчѐтов и соответствующие данные.
11. КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ
11.1. Контрольные примеры – документ или несколько документов, в которых приводится информация для обучения специалистов работе с программным обеспечением, для самооценки квалификации специалистов, для оценки квалификации специалистов
при проведении расчетов и аттестаций.
11.2. Контрольные примеры предназначены для использования специалистами, выполняющими работы по решению практических задач в области пожарной безопасности с использованием численного моделирования, а также специалистами, осуществляющими оценку квалификации пользователей программного обеспечения.
11.3. Контрольные примеры разделяются на уровни в зависимости от целей их применения.
11.4. Уровень 1 – контрольные примеры, используемые как обучающий материал использования программного обеспечения,
как методическое руководство для самооценки квалификации специалистов, использующих численное моделирование. В состав
контрольных примеров первого уровня входит следующая информация:
а) условия задачи;
б) описание расчетной схемы;
в) результат;
г) верификация результата;
д) пример отчета.
11.5. Уровень 2 – контрольные примеры, используемые как методическое руководство для самооценки квалификации специалистов, использующих численное моделирование. Контрольные примеры этого уровня используются для обучения составления
расчетных схем и выполнения расчетов, результаты используются как эталон для оценки правильности выполненного расчета. В
состав контрольных примеров второго уровня входит следующая информация:
а) условия задачи;
б) результат.
11.6. Уровень 3 – контрольные примеры, используемые как методическое руководство для самооценки квалификации специалистов, использующих численное моделирование. Контрольные примеры этого уровня используются для обучения составления
расчетных схем, выполнения расчетов и верификации результатов. Результат и пример отчета предоставляются пользователю по
запросу в обмен на присланный им оформленный отчет по расчету. По запросу может даваться оценка выполненному расчѐту. В
состав контрольных примеров третьего уровня входит следующая информация:
а) условия задачи;
б) описание расчетной схемы.
11.7. Уровень 4 – контрольные примеры, используемые для оценки квалификации специалистов, использующих численное моделирование. Результат и пример отчета предоставляется пользователю по запросу в обмен на присланный им оформленный отчет
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
106
по расчету. По запросу может даваться оценка выполненному расчѐту. В состав контрольных примеров третьего уровня входит
следующая информация:
а) условия задачи.
11.8. Услуги по предоставлению отчѐтов по расчѐтам и их верификации, контрольных примеров уровней 2, 3 и 4, а также услуги по оценке выполненных специалистами отчѐтов осуществляются на основании договоров, в соответствии с условиями этих договоров.
12. БИБЛИОГРАФИЯ
12.1. При разработке данного стандарта были использованы положения нижеприведенных стандартов и руководств:
а) Методика определения расчѐтных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях, и строениях различных классов
функциональной пожарной опасности. Приложение к приказу МЧС России от 30.06.2009 г, № 382
б) ASTM 1355-05a Standard Guide for Evaluating the Predictive Capability of Deterministic Fire Models. ASTM, 2005
в) ASTM 1895-04 Standard Guide for Determining Uses and Limitations of Deterministic Fire Models. ASTM, 2004
г) NFPA 551 Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments. NFPA, 2010
д) SFPE Engineering Guide to Fire Risk Assessment. SFPE, 2004
е) SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection. SFPE, 2007
ж) SFPE Code Official’s Guide to Performance Based Design Review. SFPE, 2004
з) ISO/TR 13387-3 Fire safety engineering. Assessment and verification of mathematical fire models
и) BS 7974 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Code of Practice. BSI, 2001
к) PD 7974-0 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Guide to design framework and fire safety
engineering procedures. BSI, 2001
л) International fire engineering guidelines. Australian government, 2005
м) PAS 911-2007 Fire strategies. Guidance and framework for their formulation. BSI, 2007
н) NAFEMS QSS 001 Engineering Simulation. Quality Management Systems. Requirements. NAFEMS, 2007
о) SAFESA Management Guidelines to Structural Qualification supported by Finite Element Analysis. NAFEMS, 2005
п) SAFESA Technical Manual. NAFEMS, 2005
р) ТР-5042. Валидация математических моделей пожаров. Обзор зарубежных источников. СИТИС, 2009
с) Lain A MacLeod. Modern structural analysis. Modeling process and guidance. Thomas Telford publishing, 2005
т) Грачев В. Ю. Введение в моделирование пожаров для расчѐта пожарного риска. СИТИС, 2009
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
107
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СИТИС 102-10
СТО СИТИС 102-10. «Оформление расчѐтов пожарных рисков и численного моделирования явлений при пожарах»
Издательство:
ООО «СИТИС», г. Екатеринбург, Россия
21 х 29,7 см
Формат:
10
Кол-во страниц:
2010
Год издания:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
108
СТО СИТИС 102-10. «ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЁТОВ ПОЖАРНЫХ РИСКОВ И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ПОЖАРАХ»
В данном приложении представлен стандарт организации ООО «СИТИС» 102-10 «Оформление расчѐтов пожарных рисков и
численного моделирования явлений при пожарах» [18]. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей со структурой документа. Приведѐнные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Сведения о стандарте
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Общие положения
5. Состав документации
6. Цели работы
7. Предполагаемое использование
8. Задачи работы
9. Описание объекта защиты
10. Сведения об исполнителях
11. Расчетные сценарии пожара
12. Концептуальные и математические модели
13. Расчетные модели и программное обеспечение
14. Расчетная схема (параметры расчетной модели)
15. Информация об обеспечении расчета
16. Результаты расчета
17. Оценка численной устойчивости
18. Оценка соответствия численной и концептуальной модели
19. Оценка достоверности результатов расчета
20. Заключение по расчету
21. Оценки и рекомендации
22. Библиография
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
109
ПРЕДИСЛОВИЕ
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ
«О техническом регулировании», а общие правила применения стандартов организаций изложены в ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».
СВЕДЕНИЯ О СТАНДАРТЕ
1. РАЗРАБОТАН ООО «СИТИС».
2. ПРИНЯТ приказом директора ООО «СИТИС» № С2 от 4.03.2010.
Дата введения 4.03.2010.
Исключительные авторские права на данный стандарт принадлежат ООО «Ситис».
ООО «Ситис» предоставляет всем заинтересованным лицам право бесплатного использования настоящего стандарта, а также
воспроизведения настоящего стандарта полностью или частями в печатном и электронном виде.
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящий стандарт организации устанавливает рекомендуемый состав и содержание документации расчѐтов пожарных
рисков и расчѐтов с использованием численных моделей явлений при пожарах: расчѐта времени эвакуации, расчѐта времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара, расчѐта температурного воздействия на конструкции, расчѐта огнестойкости и других подобных расчѐтов.
1.2. Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий по компьютерному моделированию пожаров
и явлений при пожарах, используемых в отчѐтах по выполнению вычислений, создаваемых программным обеспечением ООО
«СИТИС» в области пожарной безопасности.
1.3. Положения настоящего стандарта обязательны для ООО «СИТИС» при разработке и поддержке программного обеспечения
в области пожарной безопасности.
1.4. Положения настоящего стандарта обязательны для применения предприятиями, организациями и специалистами, имеющими лицензию на использование программного обеспечения ООО «СИТИС», в части и объеме, предусмотренном лицензионным
соглашением на использование программного обеспечения.
1.5. Положения настоящего стандарта могут использоваться предприятиями, организациями и специалистами при выполнении
работ по моделированию пожаров и разработке решений пожарной безопасности зданий и сооружений с применением компьютерного моделирования.
1.6. Положения настоящего стандарта могут использоваться экспертными организациями и экспертами при оценке работ по
моделированию пожаров и разработке решений пожарной безопасности зданий и сооружений с применением компьютерного моделирования.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
2.1. В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
а) ГОСТ Р 1.4―2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения.
б) ГОСТ Р ИСО 9001 Системы менеджмента качества. Требования.
в) СТО СИТИС 101-10 Состав и оформление документации к программному обеспечению в области пожарной безопасности.
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
3.1. Термины и определения используются в соответствии с СТО СИТИС 101-10.
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1. Документация расчѐтов пожарных рисков и расчѐтов численного моделирования явлений при пожарах с использованием
программного обеспечения в области пожарной безопасности, разрабатываемого ООО «СИТИС» (далее – расчѐты), предназначается для следующих целей:
а) Обоснование определения расчѐтных величин противопожарных мероприятий зданий и сооружений: параметров объемно-планировочных решений, параметров противопожарных систем, параметров организационных мероприятий, других
расчѐтных величин.
б) Демонстрация достоверности полученных расчѐтных величин с требуемой для решения практических задач точностью.
в) Демонстрация уровня квалификации специалистов, выполнивших расчѐт.
4.2. Расчѐты оформляются в объеме, необходимом и достаточном для их использования специалистом, компетентным в предметной области расчѐта.
4.3. Положения стандарта предназначены для оформления расчетов в области пожарной безопасности для зданий или сооружений, выполняемых с применением программного обеспечения ООО «СИТИС»:
а) расчет индивидуального пожарного риска;
б) расчет времени эвакуации;
в) расчет динамики опасных факторов пожара;
г) расчет блокирования путей эвакуации;
д) расчет огневого воздействия на конструкции;
е) расчет прогрева конструкций;
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
110
ж) расчет огнестойкости;
з) расчет параметров огнезащиты;
и) другие виды расчетов.
4.4. Специалисты ООО «СИТИС» при разработке программного обеспечения должны стремиться максимально автоматизировать создание документации по выполняемым программным обеспечением расчѐтам в соответствии с настоящим стандартом.
5. СОСТАВ ДОКУМЕНТАЦИИ
5.1. В состав документации выполненного расчѐта должны входить следующие разделы:
а) Наименование организации или специалиста, выполнившего расчѐт.
б) Наименование расчѐта.
в) Обозначение расчѐта.
г) Дата выполнения расчѐта.
д) Описание целей расчѐта.
е) Описание последовательности расчѐтных задач.
ж) Описание объекта расчѐта.
з) Сведения об организации, выполнившей расчѐт.
и) Сведения об исполнителях расчѐта.
к) Предполагаемое использование результатов расчѐта.
л) Описание расчѐтных сценариев пожара.
м) Обоснование выбора концептуальной модели.
н) Обоснование выбора математической модели.
о) Обоснование выбора вычислительной модели и программного обеспечения.
п) Описание параметров вычислительной модели (расчѐтная схема).
р) Описание справочных данных, использованных в расчѐте.
с) Информация об обеспечении расчета.
т) Результаты расчѐта.
у) Обоснование численной устойчивости.
ф) Оценка соответствия численной и концептуальной модели.
х) Оценка достоверности (верификация) полученных результатов.
ц) Выводы.
ч) Заключение и рекомендации.
6. ЦЕЛИ РАБОТЫ
6.1. В разделе «Цель работы» должен быть приведен полный и исчерпывающий перечень целей работы.
6.2. Для удобства ссылок по тексту рекомендуется присваивать мнемоническое обозначение целей. Для удобства составления
документа и однозначности понятий рекомендуется присваивать краткое наименование целей.
Примеры обозначения целей:
Ц1 «Определение времени эвакуации при проектной населенности»
Ц2 «Определение допускаемой населенности для заданных путей эвакуации»
6.3. В разделе и приложениях к нему приводится следующая информация:
а) перечень целей;
б) описание целей;
в) кто сформулировал цели работы;
г) ссылка на документ, в котором сформулированы цели работы (в случае, если цели расчѐта сформулированы в задании на
расчѐт от сторонней организации или специалиста);
д) приложение копии документа, в котором сформулированы цель работы.
7. ПРЕДПОЛАГАЕМОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
7.1. В разделе «Предполагаемое использование» должен быть приведен полный и исчерпывающий перечень видов предполагаемого использования результатов расчѐта:
а) предполагаемое использование работы;
б) перечень видов использования, для которых могут применяться результаты работы;
в) перечень видов использования, для которых не могут применяться результаты работы.
8. ЗАДАЧИ РАБОТЫ
8.1. В разделе «Задачи работы» должен быть приведен полный и исчерпывающий перечень задач (отдельных расчетов или процедур расчета), которые выполняются для достижения каждой цели.
8.2. Для удобства ссылок по тексту рекомендуется присваивать мнемоническое обозначение задач. Для удобства составления
документа и однозначности понятий рекомендуется присваивать краткое наименование задач.
8.3. В разделе и приложениях к нему приводится следующая информация:
а) кто сформулировал задачи;
б) ссылка на документы, в которых сформулированы задачи расчета (в случае, если цели и задачи сформулированы в задании на расчѐт от сторонней организации или специалиста);
в) приложение копии документа, в котором сформулированы задачи работы.
9. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ЗАЩИТЫ
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
111
9.1. В разделе «Описание объекта защиты» должна быть выполнена идентификация объекта защиты: название, местоположение, адрес или другая информация, однозначно и точно характеризующая рассматриваемый объект.
9.2. В разделе приводится общее описание объекта для понимания его характерных объемно-планировочных параметров, вида
использования, эксплуатационных характеристик и т.п.
10. СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПОЛНИТЕЛЯХ
10.1. В разделе «Сведения об исполнителях» должна быть приведена следующая информация:
а) перечень специалистов, участвующих в работе;
б) ответственный исполнитель из числа участвующих в работе специалистов, персонально отвечающий за результат расчѐта;
в) иерархия и роли специалистов в выполнении работы (например, составление задач, разработка сценариев, выбор модели
для расчета, задание исходных данных и т.п.);
г) данные об образовании специалистов;
д) данные о квалификации специалистов;
е) утверждение, почему специалисты могут выполнять порученную им задачу (основное и дополнительное образование,
квалификация, опыт работы и т.п.).
11. РАСЧЕТНЫЕ СЦЕНАРИИ ПОЖАРА
11.1. В разделе «Расчетные сценарии пожара» должна быть приведена следующая информация:
а) перечень расчетных сценариев;
б) описание сценариев;
в) перечень допущений и предположений, принятый для составления сценариев;
г) обоснование (рассуждение), почему выбранные сценарии позволяют решить задачи и достигнуть цели расчета;
д) информация о специалистах, выбравших сценарии и выполнивших обоснование.
12. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
12.1. В разделе «Концептуальные и математические модели» должен быть описан выбор концептуальной и математической модели для каждого сценария.
12.2. Для выбранной модели должно быть приведено краткое описание области определения, существенных параметров и точности (со ссылками на общепризнанные описания и валидационные документы).
12.3. Должен быть приведен перечень допущений и предположений, принятых при выборе концептуальной модели.
12.4. Должна быть выполнена демонстрация того, что рассматриваемый сценарий соответствует области определения, существенным параметрам и точности выбранной модели.
12.5. Должно быть приведено описание, как параметры выбранной модели реализуются в рассматриваемом объекте для соответствующего сценария (например, если используется зонная модель с дымоудалением, в которой по умолчанию предполагается
подача замещающего воздуха, то следует описать, каким образом в рассматриваемом объекте реализовано поступление замещающего воздуха).
12.6. Должна быть выполнена и описана качественная оценка предполагаемого результата моделирования и оценка ожидаемых
процессов при моделировании, исходя из инженерных принципов выбранной модели (например, характера движения дыма, мест
возникновения скоплений при эвакуации и т.п.).
13. РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
13.1. В разделе «Расчетные модели и программное обеспечение» должен быть описан выбор расчетной модели и соответствующего программного обеспечения для реализации концептуальной модели.
13.2. Должно быть приведено описание области определения, существенных параметров и точности для выбранной расчетной
модели и еѐ программной реализации (со ссылками на техническую документацию к программе и валидационные документы программы).
13.3. Должен быть сформулирован перечень допущений и предположений, принятый при выборе расчетной модели.
13.4. В приложении должны быть приведены копии выдержек из документации на программное обеспечение с описанием области определения, параметров и точности модели.
14. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА (ПАРАМЕТРЫ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ)
14.1. В разделе «Расчетная схема» описывается выбор и обоснование принятых параметров модели для выполнения расчета
(например, в полевом методе это размер расчетного домена, разбиение на ячейки, шаг по времени; для расчета эвакуации имитационно-стохастическим методом это шаг по времени и разбиение на участки).
14.2. В разделе приводится:
а) текстовое описание расчетной схемы;
б) наглядное графическое изображение расчетной схемы с нанесением численных величин основных (существенных)
параметров модели и заданных исходных данных.
(Например, если выполняется расчет эвакуации из торгового центра с заданной населенностью 3.5 чел/м 2 торговой
площади, то на расчетной схеме должна быть выделена соответствующая торговая площадь. Также на расчетной схеме должны быть выделены эвакуационные пути и указана их расчетная ширина в характерных местах и в местных
сужениях).
15. ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ РАСЧЕТА
15.1. В разделе «Информация об обеспечении расчета» должна быть приведена следующая информация:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
112
а)
б)
в)
информация об использованном программном обеспечении - наименование, версия, декларация программы, лицензия и
т.п.;
информация о техническом обеспечении (для расчетов численными методами) - состав расчетного кластера, количество
процессоров, оперативной памяти, системе параллельных вычислений, количестве задействованных процессов;
информация о календарном и процессорном времени расчѐта (для расчѐтов с большим объѐмом вычислений, таких как
полевой метод).
16. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
16.1. В разделе «Результаты расчета» приводятся:
а) численные данные о результатах вычислений, предпочтительно в табличной форме;
б) численные данные о результатах вычислений в наглядном графическом виде - эпюры, поля распределения рассчитанных
величин и т.п.
17. ОЦЕНКА ЧИСЛЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
17.1. В разделе «Оценка численной устойчивости» приводятся рассуждения и расчетные оценки, демонстрирующие численную
устойчивость выполненного расчета, т.е. обоснование, что при изменении дискретизации изменение результата остается в пределах
требуемой точности расчета, а также что отсутствуют резкие локальные изменения в отдельных точках (точках сингулярности).
Данный анализ, как правило, необходим при использовании расчетных схем, основанных на дискретизации (разбиении на конечные участки, элементы, поля, шаги времени).
17.2. Для оценки также возможно использовать анализ чувствительности численных расчетов к изменениям исходных данных.
(Например, если при увеличении населенности объекта на 5% время эвакуации увеличилось на 20%, значит, в топологии путей
эвакуации, вероятно, есть местное заужение и возможно образование значительных скоплений).
18. ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ЧИСЛЕННОЙ И КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
18.1. В разделе «Оценка соответствия численной и концептуальной модели» выполняется сравнение результатов, полученных
при численном расчете, с ожидаемыми результатами при применении выбранной концептуальной модели.
18.2. Оценка может проводиться как по абсолютным значениям величин, так и по характеру распределения величин.
19. ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
19.1. В разделе «Оценка достоверности результатов расчета» выполняется подтверждение достоверности результатов расчета
путем сравнения с данными, известными из практики эксплуатации подобных объектов, положений добровольных норм и стандартов, других подобных данных.
19.2. Для всех данных, выбранных в качестве базы сравнения, должны быть приведены точные ссылки на литературу с конкретным указанием на местонахождение этих данных (документ, глава, параграф, страница и т.п.).
20. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАСЧЕТУ
20.1. В разделе «Заключение по расчету» приводится вывод по расчету в соответствии с поставленными целями и задачами, в
соответствующей последовательности и с использованием соответствующей терминологии.
20.2. Каждое положение заключения имеет свою отдельную нумерацию.
20.3. В заключении указывается возможное использование результатов расчета.
20.4. В заключении указывается ограничение на использование результатов расчета.
20.5. Заключение подписывается ответственным исполнителем.
21. ОЦЕНКИ И РЕКОМЕНДАЦИИ
21.1. В разделе «Оценки и рекомендации» возможно указание дополнительной информации, которую авторы отчета считают
нужным и возможным указать по выполненному расчету исходя из своего видения.
21.2. Каждое положение оценки и рекомендации имеет свою отдельную нумерацию.
22. БИБЛИОГРАФИЯ
22.1. При разработке данного стандарта были использованы положения нижеприведенных стандартов и руководств:
а) NFPA 551 Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments. NFPA, 2010
б) SFPE Code Official’s Guide to Performance Based Design Review. SFPE, 2004
в) BS 7974 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Code of Practice. BSI, 2001
г) PD 7974-0 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Guide to design framework and fire safety
engineering procedures. BSI, 2001
д) International Fire Engineering Guidelines. Australian government, 2005
е) PAS 911-2007 Fire strategies. Guidance and framework for their formulation. BSI, 2007
ж) NAFEMS QSS 001 Engineering Simulation. Quality Management Systems. Requirements. NAFEMS, 2007
з) SAFESA Management Guidelines to Structural Qualification supported by Finite Element Analysis. NAFEMS, 2005
и) SAFESA Technical Manual. NAFEMS, 2005
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
113
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[5]
«Функциональные нормы для зданий и сооружений Совета по международным нормам», Совет по международным
нормам (ICC), г. Кантри-Клаб-Хиллз, штат Иллинойс, США, 2003 год
International Code Council Performance Code for Buildings and Facilities, International Code Council (ICC), Country Club
Hills, IL, USA, 2003
[6]
NFPA 551. «Руководство по анализу оценки пожарного риска», Национальная ассоциация по противопожарной защите
(NFPA), г. Куинси, штат Массачусетс, США, издание 2010 года
NFPA 551. Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments, National Fire Protection Association (NFPA), Quincy, MA,
USA, 2010 Edition
[7]
NFPA 101A. «Руководство по альтернативным подходам к безопасности», Национальная ассоциация по противопожарной защите (NFPA), г. Куинси, штат Массачусетс, США, издание 2010 года
NFPA 101A. Guide on Alternative Approaches to Life Safety, National Fire Protection Association (NFPA), Quincy, MA, USA,
2010 edition
[8]
NFPA 550. «Руководство по дереву концепций пожарной безопасности», Национальная ассоциация по противопожарной
защите (NFPA), г. Куинси, штат Массачусетс, США, издание 2007 года
NFPA 550. Guide to the Fire Safety Concepts Tree, National Fire Protection Association (NFPA), Quincy, MA, USA, 2007 edition
[9]
«Руководство NFPA по противопожарной защите», 20-е издание, Национальная ассоциация по противопожарной защите
(NFPA), г. Куинси, штат Массачусетс, США, 2008 год
NFPA Fire Protection Handbook, 20th edition, National Fire Protection Association (NFPA), Quincy, MA, USA, 2008
[10]
«Руководство SFPE по противопожарному проектированию», 4-е издание, 2008 год
SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4th edition, 2008
[11]
«Техническое руководство SFPE по функционально-ориентированной противопожарной защите», 2-е издание, Национальная ассоциация по противопожарной защите (NFPA), г. Куинси, штат Массачусетс, США, 2007 год
SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection, 2nd edition, National Fire Protection Association (NFPA),
Quincy, MA, USA, 2007
[12]
MIL-STD-882D. «Стандартная практика по безопасности систем», Министерство обороны США, США, 2000 год
MIL-STD-882D. Standard Practice for System Safety, U.S. Department of Defense, USA, 2000
[13]
«Строительные нормы города Нью-Йорка», Совет по международным нормам (ICC), г. Кантри-Клаб-Хиллз, штат Иллинойс, США, 2008 год
New York City Building Code, International Code Council (ICC), Country Club Hills, IL, USA, 2008
[14]
«Руководство SFPE для надзорных органов по проведению проверки функционально-ориентированных проектов», Общество инженеров противопожарной защиты (SFPE), г. Бетесда, штат Мериленд, США; Совет по международным нормам (ICC), г. Кантри-Клаб-Хиллз, штат Иллинойс, США, 2004 год
The SFPE Code Official’s Guide to Performance-Based Design Review, Society of Fire Protection Engineers (SFPE), Bethesda,
MD, USA; International Code Council (ICC), Country Club Hills, IL, USA, 2004
[15]
«Типовой договор между заказчиком, проектировщиком и сторонними экспертами на предоставление профессиональных услуг по независимой экспертной оценке», Американский совет инженеров-консультантов, Вашингтон, США, 1999
год
Standard Form of Agreement between Owner, Designer, and Peer Reviewers for Professional Services for Independent Peer Review, American Consulting Engineers Council, Washington, USA, 1999
[16]
«Рекомендации SAFESA по оценке конструкций с помощью анализа методом конечных элементов», NAFEMS, г. Глазго, Великобритания, 1995 год
SAFESA Management Guidelines to Structural Qualification supported by Finite Element Analysis, NAFEMS, Glasgow, UK,
1995
[17]
«Техническое руководство SAFESA», NAFEMS, г. Глазго, Великобритания, 1995 год
SAFESA Technical Manual, NAFEMS, Glasgow, UK, 1995
[18]
ISO 9001:2000. «Системы менеджмента качества – Требования», 2000 год
ISO 9001:2000. Quality Management Systems – Requirements, 2000
[19]
«Краткое руководство SAFESA», NAFEMS, г. Глазго, Великобритания, 1995 год
SAFESA Quick Reference Guide, NAFEMS Glasgow, UK, 1995
[20]
NAFEMS QSS 001:2007. «Техническое моделирование – Системы менеджмента качества – Требования», 1-е издание,
NAFEMS, г. Глазго, Великобритания, 2007 год
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
114
NAFEMS QSS 001:2007. Engineering Simulation – Quality Management Systems – Requirements, 1st edition, NAFEMS, Glasgow, UK, 2007
[21]
СТО СИТИС 101-10 «Состав и оформление документации программного обеспечения в области пожарной безопасности», ООО «СИТИС», г. Екатеринбург, Россия, 2010 год
[22]
СТО СИТИС 102-10 «Оформление расчѐтов пожарных рисков и численного моделирования явлений при пожарах»,
ООО «СИТИС», г. Екатеринбург, Россия, 2010 год
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
115
ТР-5049
Оценка пожарного риска
Обзор зарубежных источников.
Редактор:
Грачев В. Ю.
Переводчики:
Борноволокова Е. А.
Патрушева Н. А.
Сермягина Н. Б.
Слепушкин В. А.
Тебнева Т. И.
Топорков А. С.
© ООО «СИТИС», 2010 г.
© Грачев В.Ю., 2010 г.
ООО «СИТИС»
620028 Екатеринбург, ул. Долорес Ибаррури, 2
Тел: 310-00-99 e-mail: [email protected]
www.sitis.ru
Текст этого документа в формате PDF распространяется через
Интернет-магазин shop.sitis.ru
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
116
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ...................................................................................................................................................................................... 118
ВЫДЕРЖКИ ИЗ BS 7974 ........................................................................................................................................................................ 129
BS 7974. «ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИЙ.
СВОД ПРАВИЛ» ....................................................................................................................................................................................... 130
ВЫДЕРЖКИ ИЗ PD 7974-7 .................................................................................................................................................................... 155
PD 7974-7. «ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИЙ.
ЧАСТЬ 7: ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРНОГО РИСКА» ..................................................................................................... 156
ВЫДЕРЖКИ ИЗ NFPA 551 .................................................................................................................................................................... 221
NFPA 551. «РУКОВОДСТВО ПО АНАЛИЗУ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА» ...................................................................... 223
ВЫДЕРЖКИ ИЗ РУКОВОДСТВА SFPE ПО ОЦЕНКЕ ПОЖАРНОГО РИСКА .............................................................................. 250
«ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО SFPE ПО ОЦЕНКЕ ПОЖАРНОГО РИСКА» ...................................................................... 251
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................................................................................................... 251
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
117
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время, в связи с развитием в нашей стране «гибкого» нормирования в проектировании зданий и сооружений и в
связи с принятием федерального закона «Технический регламент об общих требованиях пожарной безопасности», в практику проектирования и при оценке достаточности противопожарных мероприятий введѐн единый количественный показатель – пожарный
риск. Таким образом, для проектирования и пожарного аудита в случае, если по какой-либо причине принято решение не пользоваться добровольными нормами в области пожарной безопасности, требуется применение только вероятностных методов оценки.
Ввиду того, что данный подход не был широко известен в практике проектирования до введения технического регламента о требованиях пожарной безопасности, при резком переходе на новую методологию проектирования противопожарных систем на основе
расчѐта пожарного риска, у отечественных специалистов нет в достаточном количестве научной, учебной и методической литературы по данной методологии.
В связи с этим может быть интересен опыт зарубежных коллег, несколько десятков лет использующих «гибкие» национальные
нормы и расчѐтные методы в противопожарной защите объектов строительства. Такие понятия как «валидация моделей пожаров»,
«верификация расчѐтов», «анализ неопределѐнности», «анализ чувствительности», являющиеся элементами отработанной рутинной процедуры анализа противопожарной защиты у специалистов многих стран Европы, Америки, Азии, Австралии, в России не
используются вообще или упоминаются в расчѐтных методиках и расчѐтах крайне скупо.
Несмотря на то, что практически везде зарубежные специалисты могут использовать различные подходы для проектирования –
детерминированный, сравнительный и вероятностный, и что наиболее распространѐнным является детерминированный подход,
применение в практике вероятностного подхода на основе оценки риска активно развивается практически во всех зарубежных
странах. В связи с этим многие национальные институты стандартизации и инженерные общества в последние несколько лет
обобщили имеющуюся практику расчѐтов пожарного риска и доступные данные о вероятностях различных инициирующих событий.
В данном обзоре приведены выдержки из британских стандартов и руководств серии BS 7974, являющихся одними из наиболее
широко используемых в мире стандартов в области расчѐтных методов пожарной безопасности, а также руководств американских
обществ инженеров противопожарной защиты NFPA и SFPE.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
118
ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ
Обзор «Оценка пожарного риска» составлен на основе информации, изложенной в следующих британских и американских источниках:
—
—
—
—
Британский стандарт BS 7974 «Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Свод
правил», 2001 года издания;
Документ PD 7974-7 «Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий оценке пожарного риска. Часть 7: Вероятностная оценка пожарного риска», 2003 года издания;
Документ NFPA 551 «Руководство по анализу оценки пожарного риска» 2010 года издания, разработанный в США Национальной ассоциацией по противопожарной защите (NFPA);
«Техническое руководство SFPE по оценке пожарного риска», разработанное в США Обществом инженеров противопожарной защиты (SFPE) в 2006 году.
В тексте сохранены порядок изложения и стилистика зарубежных источников.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
119
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Анализ дерева отказов (FTA, Fault Tree Analysis) – метод, с помощью которого события, взаимодействующие между собой и
порождающие новые события, могут быть соотнесены посредством использования простых логических зависимостей, позволяющих осуществить систематизированное построение структуры, представляющей собой систему. [SFPE]
Анализ характеров и последствий отказов (FMEA, Failure Modes and Effects Analysis) – средство систематического анализа
всех характеров отказов компонентов и определения результирующих воздействий на систему. [SFPE]
Безопасная зона (place of safety) – заранее установленная зона, в которой люди защищены от непосредственной опасности воздействия пожара. Безопасная зона может находиться как внутри, так и снаружи здания, в зависимости от стратегии эвакуации. [BS
7974]
Безопасность (safety) – отсутствие недопустимого риска причинения ущерба. [PD 7974-7]
Валидация (validation) – процесс определения правильности допущений и основных уравнений метода. [NFPA 551]
Верификация (verification) – процесс определения правильности расчетов или решений основных уравнений метода. [NFPA
551]
Вероятностная модель (probabilistic model) – методология статистического определения вероятности и результата событий.
[PD 7974-7]
Вероятностная модель (probabilistic model) – модель, чьи выходные данные являются вероятностями или распределениями вероятностей. [NFPA 551]
Вероятностная оценка риска (probabilistic risk assessment) – методология статистического определения вероятности возникновения и результата событий. [BS 7974]
Вероятностный анализ (probabilistic analysis) – оценка ущерба от пожара и последствий пожара, включающая рассмотрение
возможности разных сценариев пожара и входных данных, которые определяют эти пожарные сценарии. [SFPE]
Вероятность (probability) – возможность возникновения конкретного события. [SFPE]
Вероятность (probability) – возможность события, выраженная числом от 0 до 1. [NFPA 551]
Взаимосвязанный отказ (common mode failure) – отказ, являющийся результатом события (событий), которое, вследствие взаимозависимостей, вызывает совпадение состояний отказа компонентов в двух или более отдельных каналах избыточной системы и
ведет к невозможности конкретной системы выполнять ее требуемую функцию. [PD 7974-7]
Включенный в перечень (listed) – оборудование, материалы или услуги, включенные в перечень, опубликованный организацией, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции или услуг, которая проводит периодическое инспектирование производства оборудования или материалов, включенных в перечень, или периодическую оценку услуг, чей перечень указывает на то, что оборудование, материал или услуга соответствуют требуемым специализированным стандартам, либо,
что они были испытаны и подтвердили свое соответствие конкретной цели. [NFPA 551]
Возможность (likelihood) – частота, вероятность или их сочетание. [NFPA 551]
Время выхода (escape time) – расчетный период времени от момента возгорания до момента, когда все лица, находящиеся в
конкретной части здания, доберутся до безопасной зоны. [BS 7974]
Время движения (travel time) – время от начала движения, которое требуется для перемещения всех лиц, находящихся в конкретной части здания, в безопасную зону. [BS 7974]
Время до начала движения (pre-movement time) – период времени от момента оповещения о пожаре (сигналом тревоги или
при непосредственном появлении дыма или огня) до начала движения в сторону выхода. [BS 7974]
Время эвакуации (evacuation time) – период времени от момента оповещения о пожаре до момента, когда все лица, находящиеся в здании, доберутся до безопасной зоны. [BS 7974]
Вспышка (flashover) – внезапный переход от локального пожара к воспламенению всех подвергающихся воздействию горючих
поверхностей в пределах помещения, где произошло возгорание. [BS 7974]
Выход (exit) – дверной проем или другой проход, открывающий доступ к безопасной зоне. [BS 7974]
Выявленная неисправность (revealed fault) – неисправность, которая становится очевидной при отказе элемента выполнять
требуемую функцию. [PD 7974-7]
Группа (кластер) сценариев пожара (fire scenario cluster) – группа сценариев, имеющих несколько (но не все) общих определяющих характеристик. [NFPA 551, SFPE]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
120
Детерминированная модель (deterministic model) – модель, чьи выходные данные не являются вероятностями или распределениями вероятностей, т.е. в них не измеряется неопределенность. [NFPA 551]
Детерминированный (deterministic) – основанный на физических закономерностях, выведенных из научных теорий и практических результатов, которые для заданного набора исходных условий всегда дают один и тот же результат. [PD 7974-7, SFPE]
Детерминированный анализ (deterministic analysis) – методология, основанная на физических закономерностях, выведенных
из научных теорий и эмпирических результатов, которые для заданного набора исходных условий дают один и тот же результат
или прогноз. [BS 7974, SFPE]
Должен, следует, необходимо (should) – указывают на рекомендательный характер, а не на требование. [NFPA 551]
Допустимый (приемлемый) риск (tolerable risk) – максимальный уровень риска в здании, признанный допустимым соответствующим надзорным огранном. [PD 7974-7]
Допустимый риск (acceptable risk) – предполагаемый риск, считающийся допустимым по результатам сравнения с одним или
более порогами допустимости. [SFPE]
Задача (objective) – условие, связанное с пожаром, зданием, системой или пользователями здания, которое необходимо выполнить для достижения цели по пожарной безопасности. [SFPE]
Заинтересованное лицо (stakeholder) – человек, группа людей или организация, которые могут повлиять на риск, на которых
может повлиять риск, или которые считают, что на них может повлиять риск. [NFPA 551, SFPE]
Избыточность (redundancy) – наличие более одного способа выполнения функции. [PD 7974-7]
Индивидуальный риск (individual risk) – риск, имеющий отношение к конкретному человеку, а не к населению в целом.
[SFPE]
Индивидуальный риск (individual risk) – частота, с которой человек может подвергаться определенной степени опасности
причинения вреда здоровью при реализации определенных опасных факторов. [PD 7974-7]
Инженер по пожарной безопасности (fire safety engineer) – лицо, обладающее соответствующей квалификацией и опытом в
области пожарно-технического анализа. [BS 7974]
Инициирующее событие (initiating event) – первое событие, зафиксированное в хронологии, смоделированной деревом событий. [SFPE]
Инициирующее событие (initiating event) – событие, ведущее к другим событиям и одному или более результатам. [PD 7974-7]
Инициирующий опасный фактор (initiating hazard) – опасный фактор, который может вызвать начало пожара, проявляющийся в виде события возгорания или события, являющегося частью последовательности событий, приведших к возгоранию.
[SFPE]
Исследование опасности и работоспособности (Hazard and Operability (HAZOP) study) – систематический метод выявления
опасных факторов процесса и потенциальных проблем в эксплуатации с использованием ряда ключевых слов для исследования
отклонений в процессе. [SFPE]
Компетентный орган (authority having jurisdiction) – организация, офис или человек, ответственные за утверждение проектов,
оборудования, установки, материалов или процедур. [SFPE]
Компетентный орган (authority having jurisdiction, AHJ) – организация, офис или специалист, ответственные за приведение в
исполнение требований норм или стандартов либо за утверждение оборудования, материалов, установки или процедуры. [NFPA
551]
Коэффициент запаса (safety factor) – поправка, компенсирующая неопределенность в методах, расчетах и допущениях, применяемых при разработке инженерных проектов. [SFPE]
Краткое описание (бриф) проекта пожарной защиты (fire protection engineering design brief) – документ, резюмирующий согласованные критерии допустимости и методы, которые будут использоваться при оценке опытных конструкций. [SFPE]
Краткое описание (бриф) проекта пожарной защиты (fire protection engineering design brief) – описание планируемого подхода к проекту, в которое входит рассмотрение вопросов проведения оценки пожарного риска. [NFPA 551]
Критерии допустимости (acceptance criteria) – это единицы измерения и пороговые значения, в соответствии с которыми проводится анализ оценки пожарного риска. [NFPA 551]
Критерии допустимости (tenability criteria) – предельно допустимое воздействие опасных факторов пожара, которое может
быть выдержано без поражения. [BS 7974]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
121
Малозначительный риск (de minimis risk) – от латинского изречения «de minimis non curat lex» или «закон не занимается пустяками». Предполагается снижение риска до такого уровня, ниже которого нет необходимости беспокоиться. [SFPE]
Маркированный (labeled) – оборудование или материалы, имеющие наклейку, символ или иной идентификационный знак организации, утвержденной компетентным органом и занимающейся оценкой продукции, которая проводит периодическое инспектирование производства маркированного оборудования или материалов, и с помощью маркировки которой производитель подтверждает соответствие требуемым стандартам или функционирование в соответствии с техническими условиями. [NFPA 551]
Метод (method) – процедура или способ, помогающие в решении модели. [NFPA 551]
Механизм отказов (failure mechanism) – причинный фактор отказа, обычно физический или химический процесс, конструктивный недостаток, неправильное применение компонентов, дефект качества или иной процесс, являющийся основной причиной
отказа. [SFPE]
Модель (model) – имитация события. [NFPA 551]
Надежность (reliability) – способность элемента выполнять требуемую функцию в заданных условиях в течение заданного периода времени. [PD 7974-7, SFPE]
Надзорный орган (approvals body) – организация, в чьей компетенции находится рассмотрение пожарной безопасности зданий.
В качестве представителей надзорных органов могут выступать: местная строительная инспекция, инспектора по пожарному
надзору и управление пожарной безопасности. [BS 7974]
Опасность (hazard) – потенциально опасная для здоровья человека ситуация. [PD 7974-7]
Опасность (hazard) – условие или физическая ситуация, которые могут нанести вред. [SFPE]
Отчет о концепции оценки пожарного риска (fire risk assessment concept report) – описание запланированного подхода к
проведению оценки пожарного риска. [SFPE]
Оценка (assessment) – проведение исследования с целью получения обоснованного заключения. [PD 7974-7]
Оценка пожарного риска (Fire Risk Assessment, FRA) – процедура определения риска, связанного с пожаром, при которой исследуется интересуемый сценарий или сценарии пожара, вероятность их возникновения и потенциальные последствия. Для описания процедуры «оценки пожарного риска», используемой в данном руководстве, в других документах могут использоваться иные
термины, такие как «анализ пожарного риска», «пожароопасность», «анализ опасных факторов» и «анализ оценки пожароопасности». [NFPA 551]
Оценка пожарного риска (FRA, Fire Risk Assessment) – установленная процедура подсчета и оценки пожарного риска, рассматривающая сценарии пожара и группы сценариев пожара вместе со связанными с ними вероятностями и последствиями, используя один или более порогов допустимости. [SFPE]
Плотность пожарной нагрузки (fire load density) – отношение пожарной нагрузки к площади помещения. [BS 7974]
Погрешность измерения (bias) – показатель того, насколько хорошо среднее значение набора данных прогнозирует ту количественную величину, которая должна быть оценена, исходя из этого набора данных. [SFPE]
Пожарная нагрузка (fire load) – количество теплоты, которое может выделяться при полном сгорании всех горючих материалов в объеме, включающем облицовку всех граничных поверхностей. [BS 7974]
Пожарная опасность (fire hazard) – источник потенциальной опасности причинения вреда здоровью человека или нанесения
ущерба имуществу в результате пожара. [BS 7974]
Пожарная опасность (fire hazard) – ситуация, представляющая потенциальную угрозу жизни или здоровью, и/или опасность
нанесения материального ущерба вследствие пожара. [PD 7974-7]
Пожарно-технический анализ (fire safety engineering) – применение научных и инженерных принципов к защите людей,
имущества и окружающей среды от пожара. [BS 7974]
Пожарный отсек (compartment) – здание или часть здания, сконструированные для предотвращения распространения пожара в
другую часть или из другой части одного и того же здания или прилегающих к нему зданий. [BS 7974]
Пожарный риск (fire risk) – произведение ожидаемой вероятности возникновения пожара в условиях заданного технического
процесса или состояния в определенный период времени, и ожидаемых последствий или ущерба от пожара. [BS 7974]
Показательный сценарий пожара (representative fire scenario) – заданный сценарий пожара, выбранный из группы сценариев
пожара на основе допущения, что последствия показательного сценария пожара дают реалистичную оценку типичных последствий
сценариев в группе (кластере) сценариев пожара. [SFPE]
Полуколичественные методы (semiquantitative methods) – методы, основанные на способности или необходимости количественного выражения возможности или последствий пожара (-ов). [NFPA 551]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
122
Помещение (enclosure) – пространство, заданное граничными элементами (со всех сторон). [BS 7974]
Порог допустимости (acceptability threshold) – количественное значение, полученное из качественных целей или задач пожарной безопасности в целях сравнения с расчетным риском и помощи в оценке вариантов проектирования пожарной безопасности
или снижения рисков. [SFPE]
Последствие (consequence) – результат или результаты события, выраженные в положительных или отрицательных значениях,
в количественных или качественных показателях. [NFPA 551, SFPE]
Последствия (consequences) – степень тяжести последствий в результате какого-либо события. [PD 7974-7]
Поэтапная эвакуация (phased evacuation) – процесс, при котором в первую очередь осуществляется эвакуация людей с ограниченного количества этажей (обычно этажа, где идет пожар и этажа над ним), а с остальных этажей – по мере необходимости. [BS
7974]
Прецизионность (precision) – величина неустойчивости или неопределенности, связанной с конкретным значением данных.
[SFPE]
Принцип ALARP: минимальный практически приемлемый риск (ALARP, As Low As Reasonably Practicable) – порог допустимости риска, основанный на принципе снижения риска вплоть до того момента, когда принятие дополнительных мер по снижению риска, будучи технически осуществимым, будет признано несоразмерно затратным. [SFPE]
Принцип ALARP: минимальный практически приемлемый риск (ALARP, As Low As Reasonably Practicable) – ситуация,
при которой предпринимаются все разумные меры по снижению рисков в допустимых пределах до момента, когда затраты на его
снижение непропорционально высоки по сравнению с ожидаемым повышением уровня безопасности. [PD 7974-7]
Причина отказа (failure cause) – обстоятельства при проектировании, производстве или эксплуатации, которые привели к отказу. [PD 7974-7]
Пробный противопожарный проект (trial fire safety design) – комплекс мер противопожарной защиты, который может отвечать требуемым целям противопожарной защиты в рамках конкретного здания. [BS 7974]
Протяженность пути эвакуации (travel distance) – фактическое расстояние, которое необходимо пройти от любой точки в
здании до ближайшего выхода, с учетом расположения стен, перегородок и соединительных элементов. [BS 7974]
Пути эвакуации (means of escape) – безопасные пути для перемещения людей из любой точки здания в безопасную зону. [BS
7974]
Разнообразие (diversity) – одинаковое выполнение функции двумя или более независимыми и разными способами. [PD 7974-7]
Распределение вероятностей (probability distribution) – математическая функция, выражающая зависимость вероятности события от значения случайной переменной. [PD 7974-7]
Расчетный пожар (design fire) – количественное выражение описания пожара, исходя из сценария пожара. При проведении
оценки пожарного риска он применяется для оценивания последствий сценария пожара. [SFPE]
Расчетный сценарий пожара (design fire scenario) – сценарий пожара, используемый для анализа проекта. [SFPE]
Результат (outcome) – результат последовательности событий. [PD 7974-7]
Риск (risk) – вероятность возникновения опасности причинения ущерба и степень тяжести ущерба. [PD 7974-7]
Риск (risk) – возможность развития нежелательных неблагоприятных последствий с учетом сценариев, связанных с ними частот или вероятностей и последствий. [SFPE]
Риск (risk) – парные вероятности или последствия вероятных нежелательных событий, связанных с данным зданием или процессом. [NFPA 551]
Риск для жизни и здоровья (risk to life and health) – предполагаемая тяжесть травм или количество человеческих жертв при
пожаре, выраженные в показателях вероятности как результат:
предполагаемой частоты возникновения нежелательного события при определенной технической эксплуатации или
состоянии; и
опасности для жизни и здоровья. [PD 7974-7]
Руководство (guide) – документ, являющийся рекомендательным или справочным по своей сути, содержащий необязательные
положения. Руководство может включать в себя обязательные положения, например, о случаях его применения, но в целом как
документ оно не подлежит утверждению в качестве закона. [NFPA 551]
Руководство по пожарной безопасности (fire safety manual) – документ, в котором содержится вся необходимая информация
для эффективного управления пожарной безопасностью в здании. [BS 7974]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
123
Событие (event) – возникновение определенной совокупности обстоятельств, будь то определенных или неопределенных, единичных или множественных. [NFPA 551, SFPE]
Событие (event) – происходящее или уже произошедшее явление, состоящее из нескольких взаимоисключающих событий. [PD
7974-7]
Социальный риск (societal risk) – риск, имеющий отношение к населению в целом, а не к конкретному человеку. [SFPE]
Социальный риск (societal risk) – соотношение между частотой возникновения событий и числом людей в данной группе,
подвергающихся определенной степени опасности причинения вреда здоровью при реализации определенных опасных факторов.
[PD 7974-7]
Способствующий опасный фактор (enabling hazard) – опасный фактор, который способен увеличить тяжесть последствий,
возникших в результате начавшегося пожара, позволяя или содействуя росту или распространению пожара, или иным путем увеличивая ущерб, наносимый окружающей среде пожаром. [SFPE]
Средняя наработка на отказ (MTBF, Mean Time Between Failures) – отношение суммарного времени функционирования оборудования к числу отказов. [PD 7974-7]
Стохастическая модель (stochastic model) – методология оценки результата событий в зависимости от времени, выраженного
в показателях вероятности. [PD 7974-7]
Структура сценариев (scenario structure) – совокупность групп (кластеров) сценариев, каждая из которых имеет свой собственный показательный сценарий, в которой группы сценариев не совпадают и вместе включают в себя все сценарии, представляющие интерес. [SFPE]
Сценарий (scenario) – совокупность обстоятельств и/или последовательность событий при пожаре, которая является правдоподобной и в достаточной степени предсказуемой. [PD 7974-7, SFPE]
Сценарий пожара (fire scenario) – совокупность условий и событий, описывающих развитие пожара, распространение продуктов горения, реакции людей и воздействие продуктов горения. [NFPA 551]
Сценарий пожара (fire scenario) – выбранная в качестве примера совокупность условий, определяющая развитие пожара и
распространение продуктов горения по всему зданию или его части. [BS 7974]
Сценарий пожара (fire scenario) – качественное описание течения пожара с учетом времени, определяющее основные события,
которые характеризуют пожар и отличают его от других возможных пожаров. [SFPE]
Теплота сгорания (calorific value) – общее количество теплоты, выделяющейся при окислении единицы количества топлива
(измеряемой при температуре 25°С и атмосферном давлении), в процессе его полного сгорания в кислороде в заданных условиях
испытаний. [BS 7974]
Технико-экономический анализ (cost-benefit analysis) – утвержденная количественная процедура сравнения затрат и выгод
предложенного проекта или действия в соответствии с набором предустановленных правил. [SFPE]
Техническое обслуживание (maintenance) – совокупность всех технических и организационных мероприятий, включая
надзор, направленных на поддержание объекта в надлежащем для выполнения его требуемой функции состоянии, или приведение
его в таковое. [PD 7974-7]
Тление (smouldering) – горение материала без видимого пламени или света. [BS 7974]
Точность данных (accuracy of data) – характеристика набора данных с учетом прецизионности и погрешности измерения,
включая повторяемость (подсчеты на основе одного и того же источника в два момента времени) и воспроизводимость (подсчеты
на основе множественных источников). [SFPE]
Управление (management) – лицо или группа лиц, осуществляющие централизованное управление зданием с прилегающей
территорией и находящимися там людьми, и несущие ответственность по праву, например, в качестве владельца, либо в результате
делегирования полномочий (установленных законом обязанностей). [BS 7974]
Условная вероятность (conditional probability) – вероятность события, обусловленная возникновением предшествующего события. [PD 7974-7, SFPE]
Утвержденный (approved) – допустимый с позиции компетентного органа. [NFPA 551]
Уязвимость, восприимчивость к опасному фактору, незащищенность (vulnerability hazard) – опасность, при которой возможность чрезвычайно крупных последствий возникает из-за чрезмерно высокой восприимчивости к воздействию (т.е. более высокой по сравнению с обычным уровнем восприимчивости к вредному воздействию) или чрезмерно крупному масштабу воздействия.
[SFPE]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
124
Фактическое время безопасной эвакуации (ASET, Available Safe Egress Time) – расчетный период времени между началом
пожара и моментом превышения критериев допустимости в рассматриваемом месте здания. [BS 7974]
Функционально-ориентированное проектирование (performance-based design) – инженерный подход к противопожарному
проектированию, основанный на (1) установленных целях и задачах пожарной безопасности; (2) детерминированном и вероятностном анализе сценариев пожара; и (3) качественной оценке вариантов проектирования в соответствии с целями и задачами пожарной безопасности с использованием принятых инженерных средств, методологий и критериев допустимости. [SFPE]
Характер отказа (failure mode) – альтернативные обстоятельства, которые могут привести к отказу. [SFPE]
Характер отказа (failure mode) – прогнозируемые или наблюдающиеся последствия причины отказа определенного элемента в
зависимости от условий эксплуатации на момент отказа. [PD 7974-7]
Характеристика здания (building characteristics) – подробное описание здания (например, план и геометрия, подъездные пути
и пути эвакуации, тип и материалы конструкции, содержимое и отделка, инженерные коммуникации, а также системы и особенности пожарной безопасности), как правило, в соответствии с техническими условиями на проектирование, в форме подходящей и
достаточной для использования со сценарием пожара в ходе оценки последствий этого сценария для здания. [SFPE]
Характеристика пожара (fire characteristics) – набор данных, обеспечивающих описание пожара (также см. термин «расчетный пожар»). [SFPE]
Цель пожарной безопасности (fire safety goal) – искомый результат общей пожарной безопасности, выраженный в качественных параметрах. [SFPE]
Частота (frequency) – вероятность возникновения события за какой-либо промежуток времени. [PD 7974-7]
Частота (frequency) – количество возникновений события в течение заданного периода времени. [SFPE]
Частота (frequency) – среднее количество повторений события в течение заданного периода времени. [NFPA 551]
Эксплуатационная готовность (availability) – готовность системы выполнять требуемую функцию при заданных условиях в
заданный момент времени или в течение установленного периода времени при наличии необходимых внешних ресурсов. [PD 79747, SFPE]
Экстремальное значение (extreme value) – статистическая методология, предметом которой является распределение вероятностей больших и малых значений. [PD 7974-7]
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
125
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Acceptability threshold
порог допустимости
Acceptable risk
допустимый риск
Acceptance criteria
критерии допустимости
Accuracy of data
точность данных
ALARP
принцип ALARP: минимальный практически приемлемый риск
Approvals body
надзорный орган
Approved
утвержденный
ASET
фактическое время безопасной эвакуации
Assessment
оценка
Authority having jurisdiction
компетентный орган
Availability
эксплуатационная готовность
Bias
погрешность измерения
Building characteristics
характеристика здания
Calorific value
теплота сгорания
Common mode failure
взаимосвязанный отказ
Compartment
пожарный отсек
Conditional probability
условная вероятность
Consequence
последствие
Cost-benefit analysis
технико-экономический анализ
De minimis risk
малозначительный риск
Design fire scenario
расчетный сценарий пожара
Design fire
расчетный пожар
Deterministic model
детерминированная модель
Deterministic study
детерминированный анализ
Deterministic
детерминированный
Diversity
разнообразие
Enabling hazard
способствующий опасный фактор
Enclosure
помещение
Escape time
время выхода
Evacuation time
время эвакуации
Event
событие
Exit
выход
Extreme value
экстремальное значение
Failure cause
причина отказа
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
126
Failure mechanism
Failure mode
механизм отказов
характер отказа
Failure modes and effects analysis
анализ характеров и последствий отказов
Fault tree analysis
анализ дерева отказов
Fire characteristics
характеристика пожара
Fire hazard
пожарная опасность
Fire load density
плотность пожарной нагрузки
Fire load
пожарная нагрузка
Fire protection engineering design brief
краткое описание (бриф) проекта пожарной защиты
Fire risk assessment concept report
отчет о концепции оценки пожарного риска
Fire risk assessment
оценка пожарного риска
Fire risk
пожарный риск
Fire safety engineer
инженер по пожарной безопасности
Fire safety engineering
пожарно-технический анализ
Fire safety goal
цель пожарной безопасности
Fire safety manual
руководство по пожарной безопасности
Fire scenario cluster
группа (кластер) сценариев пожара
Fire scenario
сценарий пожара
Flashover
вспышка
Frequency
частота
Guide
руководство
Hazard
опасность
HAZOP
исследование опасности и работоспособности
Individual risk
индивидуальный риск
Initiating event
инициирующее событие
Initiating hazard
инициирующий опасный фактор
Labeled
маркированный
Likelihood
возможность
Listed
включенный в перечень
Maintenance
техническое обслуживание
Management
управление
Means of escape
пути эвакуации
MTBF
средняя наработка на отказ
Method
метод
Model
модель
Objective
задача
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
127
Outcome
результат
Performance-based design
функционально-ориентированное проектирование
Phased evacuation
поэтапная эвакуация
Place of safety
безопасная зона
Precision
прецизионность
Pre-movement time
время до начала движения
Probabilistic analysis
вероятностный анализ
вероятностная модель
Probabilistic model
Probabilistic risk assessment
вероятностная оценка риска
Probability distribution
распределение вероятностей
Probability
вероятность
Redundancy
избыточность
Reliability
надежность
Representative fire scenario
показательный сценарий пожара
Revealed fault
выявленная неисправность
Risk to life and health
риск для жизни и здоровья
риск
Risk
Safety factor
коэффициент запаса
Safety
безопасность
Scenario
сценарий
Scenario structure
структура сценария
Semiquantitative methods
полуколичественные методы
Smouldering
тление
Societal risk
социальный риск
Stakeholder
заинтересованное лицо
Stochastic model
стохастическая модель
Tenability criteria
критерии допустимости
Tolerable risk
допустимый (приемлемый) риск
Travel distance
протяженность пути эвакуации
Travel time
время движения
Trial fire safety design
пробный противопожарный проект
Validation
валидация
Verification
верификация
Vulnerability hazard
уязвимость, восприимчивость, незащищенность
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
128
ВЫДЕРЖКИ ИЗ BS 7974
BS 7974. «Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании
зданий. Свод правил»
BS 7974. Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Code of practice
Издательство:
Британский институт стандартов
(BSI), г. Лондон, Великобритания
British Standards Institution (BSI),
London, UK
ISBN:
0 580 38447 0
Формат:
29,7 х 21 см
Кол-во страниц:
28
Год издания:
2001
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
129
BS 7974. «ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИЙ. СВОД ПРАВИЛ»
ВВЕДЕНИЕ
В данной главе представлены выдержки из документа BS 7974:2001 «Применение принципов пожарно-технического анализа
при проектировании зданий. Свод правил» (BS 7974:2001 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings.
Code of practice) [1]. Информация изложена на основе фрагментарного перевода данного документа. В начале приводится оглавление в целях ознакомления читателей со структурой документа. Приведенные в данном обзоре части выделены в оглавлении жирным шрифтом.
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Применение
4.1 Общие положения
4.2 Подсистемы
4.3 Документы PD 7974-0 и PD 7974-7
5. Документирование и предоставление результатов
5.1 Общие положения
5.2 Содержание
5.3 Краткий отчет для владельца/пользователя здания
5.4 Аудит
6. Качественная оценка проекта (QDR)
6.1 Общие положения
6.2 Специалисты, осуществляющие качественную оценку проекта (QDR)
6.3 Сроки проведения качественной оценки проекта (QDR)
6.4 Процедура проведения качественной оценки проекта (QDR)
6.5 Документально зафиксированные результаты качественной оценки проекта (QDR)
7. Количественный анализ
7.1 Общие положения
7.2 Детерминированный подход
7.3 Вероятностный подход
8. Оценка выполнения критериев
8.1 Общие положения
8.2 Детерминированные критерии
8.3 Вероятностный критерий (риск)
8.4 Сравнительные критерии
8.5 Коэффициенты запаса и неопределенность
8.6 Анализ чувствительности
Библиография
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
130
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий британский стандарт подготовлен Техническим комитетом FSH/24/1 взамен документов DD 240-1:1997 и DD 2402:1997, которые отменены 31 декабря 2002 года. Дополнительные рекомендации по пожарно-техническому анализу, подсистемам и
оценке риска представлены в серии документов (PD 7974-0 [2], PD 7974-1 [3], PD 7974-2 [4], PD 7974-3 [5], PD 7974-4 [6], PD 79745 [7], PD 7974-6 [8] и PD 7974-7 [9]).
В стандарте BS 7974 представлена структура для применения инженерных принципов пожарной безопасности к проектированию зданий. Он сопровождается серией документов PD 7974, содержащих рекомендации и информацию о том, как выполнять подробный анализ конкретных аспектов противопожарного проектирования зданий. В серии документов PD 7974 (части 0-7) информация представлена по состоянию на текущий момент и предполагается, что в них будут вноситься изменения по мере появления
новых теорий, методов расчета и/или данных. Структура серии документов PD 7974 выглядит следующим образом:
Часть 0. Руководство по структуре проектирования и методам пожарно-технического анализа;
Часть 1. (Подсистема 1) Возникновение и развитие пожара внутри помещения, где произошло возгорание;
Часть 2. (Подсистема 2) Распространение дыма и токсичных газов внутри и за пределы помещения, где произошло
возгорание;
Часть 3. (Подсистема 3) Поведение конструкции и распространение пожара за пределы помещения, где произошло
возгорание;
Часть 4. (Подсистема 4) Обнаружение пожара и активация систем противопожарной защиты;
Часть 5. (Подсистема 5) Работа пожарных подразделений;
Часть 6. (Подсистема 6) Эвакуация;
Часть 7. Вероятностная оценка пожарного риска.
Настоящий свод правил может быть использован для выявления и определения одного или нескольких аспектов проекта пожарной безопасности, требующих рассмотрения в процессе пожарно-технического анализа. Затем для установления конкретных
критериев допустимости и проведения подробного анализа можно использовать соответствующую (-ие) часть (-и) серии документов PD 7974.
В качестве свода правил настоящий британский стандарт является руководством и носит рекомендательный характер. Его не
следует цитировать в качестве норм, и необходимо уделить особое внимание тому, чтобы утверждения о соответствии настоящему
своду правил не приводили к неверному истолкованию.
При составлении настоящего британского стандарта предполагается, что исполнение его положений поручается должным образом квалифицированным и компетентным специалистам.
Ответственность за надлежащее применение британских стандартов несут пользователи.
Соответствие требованиям британского стандарта не освобождает от правовых обязательств.
Настоящий свод правил предоставляет структуру для разработки рациональной методологии проектирования зданий с использованием пожарно-технического анализа, основанного на применении научно-технических принципов для защиты людей, имущества и окружающей среды от пожара.
Для большинства зданий могут применяться предписывающие рекомендации по проектированию, содержащиеся в существующих нормах и руководствах, указанных в стандарте BS 5588-0 [10], в то время как настоящий свод правил может быть использован для разработки и оценки противопожарных проектных решений.
Пожарно-технический анализ, учитывающий все аспекты пожарной безопасности, зачастую может предложить более фундаментальное и экономичное решение, чем предписывающие подходы (см. BS 5588-0 [10]). В некоторых случаях он является единственным практически осуществимым средством достижения удовлетворительного уровня пожарной безопасности в крупных и
сложных зданиях.
Пожарно-технический анализ может иметь много преимуществ. Использование настоящего свода правил облегчает выполнение пожарно-технического анализа, а именно:
а) обеспечивает проектировщика упорядоченным подходом к проектированию пожарной безопасности;
б) позволяет сравнить уровни безопасности альтернативных проектов;
в) предоставляет основу для выбора соответствующих систем противопожарной защиты;
г) предоставляет возможности для инновационного проектирования;
д) предоставляет информацию по управлению пожарной безопасностью в здании.
Пожар является чрезвычайно сложным явлением, и в имеющихся о нем знаниях по-прежнему существуют пробелы. Целью
настоящего свода правил является предоставление структуры для гибкого, но в то же время упорядоченного подхода к проектированию пожарной безопасности, оценку которого легко смогут осуществить представители надзорных органов.
Настоящий свод правил сопровождается серией документов, которые содержат рекомендации и информацию по выполнению
подробного анализа конкретных аспектов пожарной безопасности, что не исключает использование соответствующих методов и
данных из других источников. На рис. 1 показана структура свода правил и серии документов PD. Настоящий свод правил:
предоставляет средства для определения допустимых уровней пожарной безопасности на экономически выгодной основе и без использования лишних ограничений на аспекты проектирования здания;
предоставляет руководство по проектированию и оценке мер пожарной безопасности в зданиях;
обеспечивает структурированный подход к оценке эффективности всей системы пожарной безопасности в достижении целей проекта;
описывает структуру и основные принципы проведения пожарно-технического анализа;
кратко излагает принципы применения пожарно-технического анализа при противопожарном проектировании конкретных зданий;
может быть использован для выявления и определения одной или нескольких задач противопожарного проектирования, подлежащих рассмотрению с помощью пожарно-технического анализа;
ПРИМЕЧАНИЕ. Для установления характерных критериев допустимости и проведения подробного анализа может быть использована соответствующая (-ие) часть (-и) документа PD 7974.
предоставляет альтернативные подходы к существующим нормам и руководствам по пожарной безопасности, а также
позволяет оценить результат отступления от более предписывающих норм; и
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
131
признает, что цели проекта могут быть достигнуты при использовании ряда альтернативных и дополнительных стратегий противопожарной защиты.
Настоящий свод правил представляет структуру для реализации инженерного подхода к обеспечению пожарной безопасности в
зданиях. В нем приведены правила и рекомендации по применению научных и инженерных принципов для защиты людей, имущества и окружающей среды от пожара. Настоящий свод правил применяется как при проектировании новых зданий, так и при оценке уже существующих зданий.
Свод правил не содержит отдельных рекомендаций для зданий, используемых для бестарного хранения грузов или переработки
легковоспламеняющихся жидкостей или взрывчатых веществ. Риски, присущие зданиям подобного типа, требуют особого рассмотрения, которое не входит в рамки настоящего документа.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
132
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
133
Анализ
Данные
Сравнение с
критериями
допустимости
Библиография
Данные
Критерии
допустимости
Качественная оценка
проекта (QDR)
Документирование
и предоставление
результатов
Анализ
Методология
проектирования
Методология
проектирования
Библиография
Данные
Анализ
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Поведение
конструкции и
распространение
пожара за
пределы
помещения, где
произошло
возгорание
PD 7974-3
(Подсистема 3)
Библиография
Данные
Анализ
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Обнаружение
пожара и
активация систем
противопожарной
защиты
PD 7974-4
(Подсистема 4)
Библиография
Данные
Анализ
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Работа пожарных
подразделений
PD 7974-5
(Подсистема 5)
Рис. 1. Структура свода правил BS 7974 и серии документов PD 7974
Библиография
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Распространение
дыма и токсичных
газов внутри и за
пределы
помещения, где
произошло
возгорание
Возникновение и
развитие пожара
внутри
помещения, где
произошло
возгорание
Руководство по
структуре
проектирования и
методам пожарнотехнического
анализа
PD 7974-2
(Подсистема 2)
PD 7974-1
(Подсистема 1)
PD 7974-0
(Руководства, содержащие дополнительную информацию и рекомендации)
Документы PD 7974
Библиография
Данные
Анализ
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Эвакуация
PD 7974-6
(Подсистема6)
BS 7974
Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Свод правил
(Структура документов)
Библиография
Данные
Анализ
Критерии
допустимости
Методология
проектирования
Вероятностная
оценка
пожарного риска
PD 7974-7
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте используются следующие термины и определения:
3.1 Надзорный орган (approvals body) – организация, в чьей компетенции находится рассмотрение пожарной безопасности
зданий.
Примечание. В качестве представителей надзорных органов могут выступать: местная строительная инспекция, инспектора по
пожарному надзору и управление пожарной безопасности.
3.2 Фактическое время безопасной эвакуации (Available Safe Egress Time, ASET) – расчетный период времени между началом пожара и моментом превышения критериев допустимости в рассматриваемом месте здания.
3.3 Теплота сгорания (calorific value) – общее количество теплоты, выделяющейся при окислении единицы количества топлива (измеряемой при температуре 25°С и атмосферном давлении), в процессе его полного сгорания в кислороде в заданных условиях
испытаний.
Примечание: в условиях реального пожара высвобождается только часть этой энергии.
3.4 Пожарный отсек (compartment) – здание или часть здания, сконструированные для предотвращения распространения пожара в другую часть или из другой части одного и того же здания или прилегающих к нему зданий.
3.5 Время выхода (escape time) – расчетный период времени от момента возгорания до момента, когда все лица, находящиеся в
конкретной части здания, доберутся до безопасной зоны.
3.6 Детерминированный анализ (deterministic study) – методология, основанная на физических закономерностях, выведенных
из научных теорий и практических результатов, которые для заданного набора исходных условий всегда дают один и тот же результат.
3.7 Помещение (enclosure) – пространство, заданное граничными элементами (со всех сторон).
3.8 Время эвакуации (evacuation time) – период времени от момента оповещения о пожаре до момента, когда все лица, находящиеся в здании, доберутся до безопасной зоны.
3.9 Выход (exit) – дверной проем или другой проход, открывающий доступ к безопасной зоне.
3.10 Пожарная опасность (fire hazard) – источник потенциальной опасности причинения вреда здоровью человека или нанесения ущерба имуществу в результате пожара.
3.11 Пожарная нагрузка (fire load) – количество теплоты, которое может выделяться при полном сгорании всех горючих материалов в объеме, включающем облицовку всех граничных поверхностей.
3.12 Плотность пожарной нагрузки (fire load density) – отношение пожарной нагрузки к площади помещения.
3.13 Пожарный риск (fire risk) – произведение ожидаемой вероятности возникновения пожара в условиях заданного технического процесса или состояния в определенный период времени, и ожидаемых последствий или ущерба от пожара.
3.14 Инженер по пожарной безопасности (fire safety engineer) – лицо, обладающее соответствующей квалификацией и опытом в области пожарно-технического анализа (также см. предисловие).
3.15 Пожарно-технический анализ (fire safety engineering) – применение научных и инженерных принципов к защите людей,
имущества и окружающей среды от пожара.
3.16 Руководство по пожарной безопасности (fire safety manual) – документ, в котором содержится вся необходимая информация для эффективного управления пожарной безопасностью в здании.
3.17 Сценарий пожара (fire scenario) – выбранная в качестве примера совокупность условий, определяющая развитие пожара и
распространение продуктов горения по всему зданию или его части.
3.18 Вспышка (flashover) – внезапный переход от локального пожара к воспламенению всех подвергающихся воздействию горючих поверхностей в пределах помещения, где произошло возгорание.
3.19 Управление (management) – лицо или группа лиц, осуществляющие централизованное управление зданием с прилегающей территорией и находящимися там людьми, и несущие ответственность по праву, например, в качестве владельца, либо в результате делегирования полномочий (установленных законом обязанностей).
3.20 Пути эвакуации (means of escape) – безопасные пути для перемещения людей из любой точки здания в безопасную зону.
3.21 Поэтапная эвакуация (phased evacuation) – процесс, при котором в первую очередь осуществляется эвакуация людей с
ограниченного количества этажей (обычно этажа, где идет пожар и этажа над ним), а с остальных этажей — по мере необходимости.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
134
3.22 Безопасная зона (place of safety) – заранее установленная зона, в которой люди защищены от непосредственной опасности
воздействия пожара.
Примечание: безопасная зона может находиться как внутри, так и снаружи здания, в зависимости от стратегии эвакуации.
3.23 Время до начала движения (pre-movement time) – период времени от момента оповещения о пожаре (сигналом тревоги
или при непосредственном появлении дыма или огня) до начала движения в сторону выхода.
3.24 Вероятностная оценка риска (probabilistic risk assessment) – методология статистического определения вероятности возникновения и результата событий.
3.25 Тление (smouldering) – горение материала без видимого пламени или света.
3.26 Критерии допустимости (tenability criteria) – предельно допустимое воздействие опасных факторов пожара, которое может быть выдержано без поражения.
3.27 Протяженность пути эвакуации (travel distance) – фактическое расстояние, которое необходимо пройти от любой точки в
здании до ближайшего выхода, с учетом расположения стен, перегородок и соединительных элементов.
3.28 Время движения (travel time) – время от начала движения, которое требуется для перемещения всех лиц, находящихся в
конкретной части здания, в безопасную зону.
3.29 Пробный противопожарный проект (trial fire safety design) – комплекс мер противопожарной защиты, который может
отвечать требуемым целям противопожарной защиты в рамках конкретного здания.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
135
4. ПРИМЕНЕНИЕ
4.1 Общие положения
Настоящий свод правил представляет структуру для реализации инженерного подхода к обеспечению пожарной безопасности и
может применяться как при проектировании новых зданий, так и при оценке уже существующих, а также для подтверждения того,
что обязательные и/или финансовые требования могут быть удовлетворены. Использование данной структуры не является гарантией того, что итоговый проект будет полностью отвечать требованиям. Перед принятием окончательных решений по проекту пожарной безопасности следует обратиться в надзорные органы.
Инженерный подход может быть использован совместно с другими руководствами (см. BS 5588-0), а также для обоснования и
сравнения альтернативных подходов с теми, что описаны в других руководствах.
Структуру для реализации инженерного подхода к обеспечению пожарной безопасности, описанную в настоящем своде правил,
следует применять, используя следующие три этапа (см. рис. 2).
а) Качественная оценка проекта (QDR)
На данном этапе определяется содержание и цели проекта по пожарной безопасности, устанавливаются функциональные показатели, предлагается одно или несколько проектных решений. Также осуществляется сбор ключевой информации для оценки проектных решений в процессе количественного анализа.
б) Количественный анализ
На данном этапе используются инженерные методы для оценки потенциальных решений, определенных при качественной
оценке проекта (QDR). Количественный анализ может быть временным анализом с использованием соответствующих подсистем
(см. п.4.2) для отражения влияния пожара на людей и имущество на разных стадиях его развития. Кроме того, может быть использован стационарный анализ и анализ предельных значений.
в) Оценка выполнения критериев
На данном этапе результаты количественного анализа сравниваются с критериями допустимости, определенными в ходе качественной оценки проекта (QDR), чтобы проанализировать допустимость предложенных решений.
Для достаточного обоснования проекта пожарной безопасности необходимо проработать все три обозначенные этапа. По каждому из этапов должна быть составлена полная документация, доступная и понятная третьим лицам (надзорным органам, страховым компаниям, владельцу/пользователям зданий).
4.2 Подсистемы
Чтобы упростить оценку проекта пожарной безопасности, процесс пожарно-технического анализа следует разделить на 6 подсистем. Подсистемы могут использоваться как по отдельности для рассмотрения конкретных вопросов, так и вместе для работы со
всеми основными аспектами пожарной безопасности.
Примечание. На рис. 3 отражены некоторые возможные взаимодействия между подсистемами.
Подсистемы должны использоваться следующим образом:
а) SS1. Возникновение и развитие пожара внутри помещения, где произошло возгорание (см. PD 7974-1 [3]).
SS1 дает рекомендации по оценке роста и/или мощности пожара в помещении, принимая во внимание четыре главные стадии развития пожара:
1) состояние до вспышки (включая ранний рост и развитие пожара);
2) вспышка;
3) полностью развившийся пожар (когда горят все горючие материалы);
4) затухание.
б) SS2. Распространение дыма и токсичных газов внутри и за пределы помещения, где произошло возгорание (см. PD
7974-2 [4]).
SS2 дает рекомендации по оценке:
1) распространения дыма и токсичных газов в помещении возгорания и за его пределами;
2) особенностей дыма и токсичных газов в определенном месте.
в) SS3. Поведение конструкции и распространение пожара за пределы помещения, где произошло возгорание (см. PD
7974-3 [5]).
SS3 дает рекомендации по оценке:
1) тяжести пожара, выраженной в показателях температуры и теплового потока в помещении; и
2) способности элементов, формирующих помещение, непосредственно либо частично, противостоять воздействию
превалирующей тяжести пожара.
г) SS4. Обнаружение пожара и активация систем противопожарной защиты см. PD 7974-4 [6].
SS4 дает рекомендации по расчету следующих показателей с учетом времени:
1) обнаружение пожара;
2) активация пожарной сигнализации и систем противопожарной защиты, например, спринклеров, вентиляционных
дымовытяжных систем, рольставень и т.д.
3) оповещение пожарного подразделения.
д) SS5. Работа пожарных подразделений (см. PD 7974-5 [7])
SS5 дает рекомендации по оценке степени наличия средств пожаротушения у пожарного подразделения, включая работу
собственной или частных пожарных команд, а в особенности следующих показателей:
1) временной интервал между сигналом в пожарную часть и прибытием пожарного подразделения;
2) временной интервал между прибытием пожарного подразделения и началом тушения пожара;
3) временные интервалы, относящиеся к привлечению всех необходимых дополнительных средств тушения пожара;
4) объем средств тушения пожара и их возможности в разные отрезки времени.
е) SS6. Эвакуация (см. PD 7974-6 [8]).
SS6 дает рекомендации по оценке реакции людей на пожар, включая время их эвакуации из любого места в здании. После
того как время эвакуации определено, его можно сравнить с результатами из подсистем 1-4 в рамках количественного анализа. В данной подсистеме содержатся критерии допустимости.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
136
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Эти подсистемы описаны в различных частях серии документов PD 7974 (с 1 по 6 соответственно), содержащих выборочную информацию и инженерные соотношения (включая информацию об их применении), которые
можно использовать при проектировании. Однако, настоящий свод правил допускает использование альтернативной информации.
Все 6 подсистем могут быть использованы вместе для проведения временного пожарно-технического анализа.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. На рис. 4 приведен пример сравнения временных шкал развития пожара и эвакуации/имущественного ущерба.
4.3 Документы PD 7974-0 и PD 7974-7
В дополнение к частям 1-6 серии документов PD 7974, в которых идет речь о подсистемах, две другие части (PD 7974-0 [2] и
PD 7974-7 [9]) отражают иные аспекты пожарно-технического анализа.
а) PD 7974-0. Руководство по структуре проектирования и методам пожарно-технического анализа.
Часть 0 содержит пояснения по применению инженерных принципов к обеспечению пожарной безопасности, включая обзор взаимодействия подсистем, выбор подходящих аналитических подходов и выбор методов.
б) PD 7974-7. Вероятностная оценка пожарного риска.
Часть 7 содержит рекомендации по анализу рисков для здания и его содержимого, людей и систем противопожарной защиты с целью определения:
1) частоты возникновения определенных сценариев;
2) уровня риска, сопряженного с пожаром; и
3) дополнительных мер, необходимых для снижения недопустимых рисков.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
137
Рис. 2 Основной процесс пожарно-технического анализа
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
138
Рис. 3 Возможные взаимодействия между подсистемами
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
139
Рис. 4 Пример сравнения временных шкал развития пожара и эвакуации/имущественного ущерба
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
140
5. ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ И ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1 Общие положения
Поскольку большинство зданий, проектируемых в соответствии с настоящим сводом правил, подлежат рассмотрению и утверждению, необходимо, чтобы результаты пожарно-технического анализа и сделанные допущения были представлены в отчете в
ясной и понятной форме, а также чтобы в нем были четко определены необходимые противопожарные системы.
Проверяя, соответствует ли проект установленным нормам и руководствам по стандарту BS 5588-0 [10], легко определить, были ли правильно реализованы различные положения этих норм и руководств. Однако, настоящий свод правил предусматривает
гибкий подход к проектированию с использованием функционально-ориентированных целей, а не предписывающих решений. Это
лишает надзорные органы возможности просто сравнить предлагаемый проект с набором четко определенных рекомендаций. Поэтому результаты пожарно-технического анализа должны быть полностью документально зафиксированы, чтобы их могли оценить
третьи лица, например, надзорные органы. В отчете должны быть четко изложены основные принципы проекта, используемые
методы расчета и допущения, сделанные в ходе анализа.
5.2 Содержание
В отчет должны входить некоторые или все ниже перечисленные данные, в зависимости от вида и содержания пожарнотехнического анализа:
а) цели и задачи анализа;
б) описание здания;
в) результаты качественной оценки проекта (QDR):
1) члены группы, осуществляющей качественный анализ проекта;
2) цели пожарной безопасности;
3) результаты анализа пожарной опасности;
4) пробные противопожарные проекты;
5) критерии допустимости;
6) сценарии пожара для анализа;
г) анализ:
1) допущения;
2) инженерная оценка;
3) методы расчетов;
4) валидация методологий;
5) анализ чувствительности;
д) сравнение результатов анализа с критериями допустимости;
е) выводы:
1) требования противопожарной защиты;
2) требования по управлению;
3) возможные ограничения по использованию;
ж) ссылки:
1) чертежи;
2) проектная документация;
3) техническая литература.
В отчете должно быть проведено четкое разграничение между безопасностью людей, защитой имущества и защитой окружающей среды, чтобы владелец здания, управляющие и представители надзорного органа могли ясно понимать цель предлагаемых мер.
5.3 Краткий отчет для владельца/пользователя здания
Основные принципы, в соответствии с которыми выполнен проект по пожарной безопасности крупного или сложного здания,
должны быть указаны в руководстве по пожарной безопасности. Данное руководство должно храниться на территории здания в
целях его использования руководством.
Отчет о пожарно-техническом анализе должен быть включен в руководство по пожарной безопасности. Общие правила управления и эксплуатации в руководстве должны быть составлены, основываясь на отчете о пожарно-техническом анализе.
Руководство по пожарной безопасности должно содержать технические требования ко всем аспектам проектирования здания и
включать следующее:
а) декларацию принципов пожарной безопасности;
б) параметры пожарной безопасности здания;
в) структуру управления безопасностью;
г) непрерывный контроль и пожарный аудит;
д) действия в случае пожара;
е) пожарные учения;
ж) эксплуатацию;
з) плановое техническое обслуживание;
и) обучение персонала;
к) службу безопасности;
л) план действий по спасению имущества и предотвращению ущерба в случае непредвиденных обстоятельств;
м) ведение учета.
5.4 Аудит
Для поддержки эффективности противопожарной стратегии следует проводить регулярные и эффективные испытания и техническое обслуживание.
В крупных и сложных зданиях необходимо проводить независимый пожарный аудит. Частота проведения аудита определяется
в зависимости от типа и сложности конкретного здания, но не реже, чем один раз в период от одного года до пяти лет.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
141
Аудит должен включать в себя проверку того, что принципы, принятые ответственными за управление пожарной безопасностью лицами, являются целесообразными и эффективно выполняются, что испытания систем и оборудования проходят в соответствии с надлежащими стандартами, и что установленные законодательством обязательства соблюдены.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
142
6. КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТА (QDR)
6.1 Общие положения
Качественная оценка проекта (QDR) представляет собой качественный процесс, который опирается на знания и опыт группы
специалистов, и используется для установления входных данных для количественного анализа и критериев допустимости.
6.2 Специалисты, осуществляющие качественную оценку проекта (QDR)
Проведение качественной оценки (QDR) крупных и сложных проектов должна осуществлять исследовательская группа с участием одного или нескольких инженеров по пожарной безопасности, других членов проектной группы, а также представителя заказчика. Подобный состав исследовательской группы гарантирует, что каждый отдельный аспект проекта будет рассмотрен на
предмет соблюдения правил противопожарной защиты, и что влиянию предлагаемых решений на другие аспекты проекта будет
уделено должное внимание. Также целесообразно включить в данную группу представителей надзорных органов.
Качественная оценка (QDR) сравнительно небольших проектов может проводиться исследовательской группой с меньшим количеством участников, но и они должны соблюдать ту же основную процедуру проведения анализа. Состав группы для проведения
качественной оценки (QDR) должен формироваться в зависимости от типа и масштаба проекта, а также от объема проводимой
оценки. Группа всегда должна иметь в своем составе инженера по пожарной безопасности и специалиста (-тов) по проведению
количественного анализа, которые могут быть одним и тем же лицом (-ами).
Качественная оценка проекта (QDR) ― это методика, которая позволяет группе специалистов продумывать возможные ситуации, при которых может возникнуть пожарная опасность, и разрабатывать ряд стратегий для поддержания риска на допустимом
уровне. Затем может быть выполнена количественная оценка проекта пожарной безопасности на предмет соответствия целям и
критериям, определенным исследовательской группой. Чтобы убедиться, что ни одна существенная деталь не была упущена, качественная оценка проекта (QDR) должна выполняться систематически.
6.3 Сроки проведения качественной оценки проекта (QDR)
Теоретически, качественная оценка должна выполняться на начальной стадии проекта для того, чтобы все полученные результаты исследования могли быть включены в проект здания до создания рабочих чертежей. Однако, на практике, по мере развития
процесса проектирования от общей концепции к более детально разработанному плану может возникнуть необходимость повторного проведения качественной оценки проекта (QDR).
6.4 Процедура проведения качественной оценки проекта (QDR)
6.4.1 Общие положения
При проведении качественной оценки проекта (QDR) должны быть предприняты следующие шаги:
а) анализ архитектурного проекта здания;
б) формулирование целей пожарной безопасности;
в) выявление пожарной опасности и возможных последствий;
г) разработка пробных противопожарных проектов;
д) определение критериев допустимости и методов анализа;
е) создание сценариев пожара для анализа.
Все полученные данные следует документировать, как описано в главе 5, так, чтобы лежащие в их основе принципы и допущения были понятны третьим лицам, например, надзорным органам.
6.4.2 Анализ архитектурного проекта здания
6.4.2.1 Общие положения
На начальной стадии проведения качественной оценки (QDR) проект должен рассматриваться на основе схематических чертежей, моделей и т.д., и все архитектурные требования или требования заказчика, которые могут иметь значение при разработке
стратегии пожарной безопасности, должны быть выдвинуты на первый план.
Необходимо предоставить и рассмотреть всю имеющуюся в распоряжении информацию, связанную с самим зданием, его
назначением и предполагаемым содержимым.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Документ PD 7974-0 [2] содержит контрольный список, который может использоваться при анализе архитектурного проекта.
Данный анализ может также включать:
а) характеристику здания, т.е. планировку и геометрические параметры здания, детали конструкции, характер и объем
нагрузок, оказывающих воздействие на конструкцию (например, постоянные и временные нагрузки), а также пожарную нагрузку;
б) воздействия окружающей среды, такие, как ветер и снег, влияющие на проектирование пожарной безопасности посредством их воздействия на уровни нагрузки на конструкцию, вентиляционные системы дымоудаления и характер
границ наружного пламени, выходящего из окон здания;
в) характеристику пользователей здания, т.е. тип населенности, расчетную численность пользователей здания и их распределение по его площади, возможность оповещения о пожарной тревоге вручную, тип систем обнаружения пожара
и аварийной сигнализации;
г) управление пожарной безопасностью, т.е. вероятный объем и характер управления пожарной безопасностью в здании.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Рекомендации по характеристике здания, воздействиям окружающей среды и характеристике пользователей
содержатся в документе PD 7974-0 [2].
6.4.2.2 Управление пожарной безопасностью
6.4.2.2.1 Общие положения
В виду того, что управление пожарной безопасностью является важной и неотъемлемой частью успешного противопожарного
проектирования, настоящий свод правил предполагает, что обеспечение всех элементов стратегии противопожарного проектирования и их эффективного применения возможно на протяжении всего срока службы здания.
ПРИМЕЧАНИЕ. Рекомендация, данная в п.6.2, о том, что в состав исследовательской группы необходимо включить представителя, ответственного за управление пожарной безопасностью, основана на данном предположении.
6.4.2.2.2 Управление
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
143
При оценке вероятной степени и особенностей управления зданием необходимо учитывать следующие факторы:
а) право собственности, т.е. уровень информированности о владельце данной собственности;
б) число лиц, ответственных за управление пожарной безопасностью в здании, и уровень информированности по данному вопросу;
в) объем ресурсов, которыми располагают лица, ответственные за управление пожарной безопасностью, и уровень их
полномочий;
г) уровень кадрового обеспечения (т.е. соотношение количества служебного персонала к количеству пользователей здания);
д) уровень подготовки по пожарной безопасности;
е) уровень обеспечения безопасности здания;
ж) степень контроля за работой, например, контроля над проведением ремонтных работ в здании;
з) эффективность процесса передачи информации;
и) частота мероприятий по обслуживанию и проверке систем пожарной безопасности;
к) уровень взаимодействия с пожарной командой;
л) уровень планирования действий на случай непредвиденных обстоятельств;
м) уровень планирования с учетом пониженной работоспособности систем;
н) уровень планирования с учетом непредусмотренной населенности здания;
о) степень независимости тестирования и надзора за системой управления;
п) уровень управления риском; и
р) уровень управления пожарной нагрузкой.
Если на большинство данных вопросов даны утвердительные ответы, методы управления вызывают большее доверие.
6.4.3 Определение целей пожарной безопасности
6.4.3.1 Общие положения
На начальном этапе процесса проектирования должны быть четко сформулированы цели проекта пожарной безопасности и
установлены критерии допустимости. Главной целью закона о пожарной безопасности является обеспечение защиты людей. Однако следует также учитывать прямые имущественные потери и результаты воздействия пожара и продуктов горения на текущие
производственные процессы.
В ходе качественной оценки проекта (QDR) следует установить соответствующие цели и критерии для каждого конкретного
исследования. Поскольку структура настоящего свода правил может использоваться для разработки полной стратегии пожарной
безопасности либо для рассмотрения одного конкретного аспекта проекта, важно определить соответствие целей и сопутствующих
критериев допустимости определенному (-ым) аспекту (-ам) исследуемого проекта.
Главными целями пожарной безопасности при проведении пожарно-технического анализа являются:
а) безопасность людей;
б) защита от ущерба; и
в) защита окружающей среды.
ПРИМЕЧАНИЕ. Данный список не является исчерпывающим; при проведении конкретного анализа могут применяться не все
пункты.
6.4.3.2 Безопасность людей
Пользователи здания, пожарные и представители общественности, находящиеся в непосредственной близости от здания, пораженного пожаром, могут повергаться риску. Главные цели, связанные с безопасностью людей, могут включать меры для обеспечения следующих условий:
а) пользователи здания должны иметь возможность полностью покинуть здание в условиях достаточной безопасности
или в условиях приемлемо низкого риска;
б) пожарные должны иметь возможность работать в условиях достаточной безопасности;
в) обрушение здания не должно подвергать опасности людей (включая пожарных), которые могут оказаться вблизи здания.
6.4.3.3 Защита от ущерба
Воздействие пожара на непрерывную эффективную деятельность может быть существенным, поэтому следует уделить внимание вопросу сведения к минимуму ущерба, который наносится:
а) конструкции и каркасу здания;
б) содержимому здания;
в) непрерывной эффективной деятельности;
г) имиджу компании.
Требования, предписанные законом, как правило, нацелены на защиту людей и предупреждение крупных пожаров. Однако, в
определенных обстоятельствах желательно принять меры по снижению потенциального риска больших финансовых потерь.
6.4.3.4 Защита окружающей среды
Поскольку крупный пожар, охватывающий несколько зданий, или выброс большого количества опасных веществ могут оказывать существенное воздействие на окружающую среду, следует рассмотреть меры по ограничению следующих факторов:
а) воздействия пожара на примыкающие здания или сооружения;
б) выброса опасных веществ в окружающую среду.
6.4.4 Определение пожарной опасности и возможных последствий
Для выявления потенциальной пожарной опасности в здании должен проводиться систематический анализ проекта. Данный
анализ должен учитывать следующие факторы:
а) источники возгорания;
б) воспламеняющееся содержимое здания;
в) материалы конструкции;
г) назначение здания и работы, проводимые в нем;
д) общую планировку здания;
е) прочие необычные факторы.
Список факторов от а) до е) не является полным. Должны быть установлены все опасные факторы, имеющие существенное
значение для конкретного здания. Для оценки значимости того или иного опасного фактора нужно в особенности учитывать влия-
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
144
ние каждого опасного события на возможные последствия и реализацию рассматриваемых целей пожарной безопасности (см. PD
7974-0 [2]).
6.4.5 Разработка пробных противопожарных проектов
Во многих случаях в архитектурный проект здания необходимо внести поправки или же в целях достижения допустимого
уровня безопасности обеспечить дополнительные меры противопожарной защиты. Для осуществления количественного анализа
исследовательской группе следует разработать один или несколько пробных противопожарных проектов (стратегий противопожарной защиты).
Следует избрать экономически эффективные стратегии, отвечающие целям и критериям пожарной безопасности. Кроме того,
необходимо провести сравнение стратегий друг с другом на предмет стоимости и практичности их применения.
В таблице 1 представлен контрольный список вопросов, которые необходимо учитывать при разработке пробного проекта.
Данный список не является полным, а представляет собой рекомендации по типам систем, которые следует рассматривать, и по
основной информации, необходимой для начала проведения количественного анализа.
Таблица 1. Контрольный список для разработки пробного проекта
Система противопожарной защиты
Автоматическое тушение пожара
Обнаружения пожара
Деление на пожарные отсеки
Автоматические системы
Дымоудаление
Системы аварийной сигнализации
Стратегия эвакуации
Пути эвакуации
Тушение пожара первичными средствами
Средства для тушения пожара
Управление пожарной безопасностью
Примеры данных, которые должны быть получены в результате качественной оценки проекта (QDR)
Средство тушения пожара
Нормы проектирования
Тип датчика
Места расположения
Зонирование
Характеристика чувствительности
Огнестойкость
Место расположения
Границы
Огнезащитные преграды
Противопожарная преграда
Дымозащитные клапаны
Воздушные клапаны
Устройства автоматического открывания/закрывания дверей
Вентиляторы
Вентиляционные отверстия
Тип системы: вытяжка/подпор воздуха/сдерживание
Звуковая сигнализация или система аварийного оповещения
Зонирование
Распознавание времени задержки
Поэтапная, одновременная или последовательная горизонтальная эвакуация из здания
Процедуры управления
Пути эвакуации
Ширина аварийных выходов
Протяженность путей эвакуации
Лестничные клетки
Вместимость здания (количество пользователей в здании)
Защищенные лифты
Убежища для людей с ограниченными возможностями
Огнетушители / пожарные рукава
Наличие подготовленного персонала
Подъездные пути
Пожарные стояки
Шахты для доступа пожарных
Дымовытяжная вентиляция
План управления
Наличие персонала
Обучение персонала
Пожарный аудит
График техобслуживания и ремонта
6.4.6 Определение критериев допустимости и методов анализа
6.4.6.1 Определение критериев допустимости
6.4.6.1.1 Общие положения
Какие бы меры ни принимались для уменьшения последствий пожара, вероятность смерти или травмы не может быть полностью исключена, так как нулевого риска не существует. Поэтому необходимо утвердить критерии, по которым можно оценить полноту и правильность проекта, используя информацию, полученную с помощью одного из следующих методов:
а) детерминированные критерии (включая, если предусмотрено, коэффициенты запаса);
б) вероятностные критерии (основанные на риске);
в) сравнительные критерии;
г) финансовые критерии.
Следует определить критерии, которые могут быть использованы для оценки соблюдения нормативных требований.
6.4.6.1.2 Критерии для детерминированного анализа
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
145
6.4.6.1.2.1 Общие положения
В целях проведения детерминированного анализа в процессе качественной оценки проекта (QDR) должны быть определены и
подробно рассмотрены наихудшие сценарии пожара. Дополнительное рассмотрение коэффициентов запаса может понадобиться
для учета:
а) неопределенности в методах расчетов; и/или
б) последствий ошибки в проектировании.
При возникновении сомнений относительно надежности входных данных или методов расчетов для подстраховки следует применять подход, основанный на расчетах с запасом.
6.4.6.1.2.2 Критерии безопасности людей
Как правило, критерии безопасности людей устанавливаются, чтобы удостовериться, что противопожарное решение обеспечивает, по крайней мере, такой же уровень безопасности, что и предписывающие нормы (см. BS 5588-0 [10]).
Должны быть установлены предельные условия для удушающих (усыпляющих) газов, веществ раздражающего действия, задымления, теплового излучения и температур дыма (см. PD 7974-6 [8]).
ПРИМЕЧАНИЕ. Под условиями подразумеваются предельные значения, превышение которых может привести к тяжелому поражению некоторых людей. Воздействие этих токсичных веществ частично зависит от суммарной дозы, которой подвергается человек, и частично от их концентрации.
В случае с веществами раздражающего действия следует учитывать концентрацию этих веществ, при которой боль в глазах,
носу, горле или легких может затруднять эвакуацию или препятствовать ей. Длительное воздействие веществ раздражающего действия также может приводить к поражению или гибели людей, однако, если пределы концентрации не превышены, это маловероятно.
В случае с задымлением считается, что при опускании дыма ниже определенного уровня люди ведут себя как в темноте. В
больших помещениях людям необходима достаточная видимость, чтобы сориентироваться и найти выход. Кроме того, люди неохотно пользуются сильно задымленными путями эвакуации.
Превышение допустимого уровня теплового излучения за несколько секунд вызывает острое поражение кожных покровов,
приводящее к ожогам, в то время как под воздействием менее интенсивного теплового потока можно находиться более длительный
период времени. При кратковременных воздействиях, таких как во время открытия двери помещения, охваченного огнем, может
допускаться воздействие более высоких температур.
Под воздействием конвективного тепла кожа испытывает сильную боль и подвергается ожогам по истечении определенного
периода времени, длительность которого зависит от температуры. Существует допустимое предельное значение температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, зависящее от продолжительности воздействия и содержания водяных паров.
Проводимое тепло является важным фактором только тогда, когда кожа контактирует с горячими поверхностями. Однако, даже
кратковременное прикосновение к металлической поверхности, нагретой выше критической температуры, может вызвать ожоги.
Подробное описание предельно допустимых температур воздуха и контактных температур приведено в документе PD 7974-6 [8].
6.4.6.1.2.3 Критерии защиты от ущерба и защиты окружающей среды
Имущество в здании и за его пределами, которое может быть повреждено огнем, может быть сгруппировано по трем категориям: здание, содержимое и окружающая среда.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Типичные примеры объектов, представленных в этих группах, даны в таблице 2.
Эти объекты имеют разные степени восприимчивости к поражению при пожаре, вызванному теплом и дымом. Например, пожар, приводящий к вспышке в отсеке или помещении, вероятно, повредит внутреннюю обивку, крепления, арматуру, коммуникации и содержимое, и их придется менять. Элементы конструкции могут выдержать определенное повреждение, при этом их замена
может не потребоваться. Распространение дыма в другие части здания может вызвать повреждение другой внутренней обивки,
креплений, арматуры и содержимого.
Таблица 2. Группы имущества, находящегося внутри и вне здания
Группа
Здание
Содержимое
Окружающая среда
Подгруппа
Подземная часть
Надземная часть
Внутренняя отделка
Крепления и арматура
Коммуникации, снабжение и распределение
Электрические приборы
Документация
Производственное оборудование
Сырьевые материалы
Готовая продукция
Отдельные предметы
Вода
Почва
Качество воздуха
Соседние здания
Стоимость объекта, поврежденного огнем, может рассматриваться не только как прямая восстановительная стоимость, но также как потеря активов и продуктивно используемого времени. Все объекты являются частью единого имущественного комплекса и
включены в целевое назначение здания. Период времени, потраченного на замену ключевых поврежденных объектов, может быть
длительным и приводить к прерыванию деятельности.
Независимо от степени повреждения здания или его содержимого, приостановка деятельности, вызванная пожаром, например,
при необходимости эвакуации людей, может привести к большим финансовым потерям. В качестве примера можно привести торгово-финансовые операции и любые другие подобные операции, когда клиенты переходят к конкурентам.
Методы, которые могут быть использованы для снижения ущерба от пожара, включают:
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
146
а) выбор материалов, устойчивых к огню;
б) обеспечение системами противопожарной защиты (см. таблицу 1);
в) планирование действий на случай непредвиденных обстоятельств.
Следует обратить внимание на снижение возможного воздействия объектов, событий и планировок, которые могут усугубить
ущерб от пожара.
Чтобы для здания установить предельно допустимые значения ущерба, нанесенного имуществу и окружающей среде, нужно
провести оценку риска. При ее проведении следует обратить внимание на стоимость имущества в здании и за его пределами и на
воздействие пожара.
Предельно допустимый ущерб имуществу и деятельности, который должен быть определен для здания, может содержать:
количество значимых объектов, которые допускается подвергнуть ущербу (в определенной степени);
максимальная зона прямого поражения огнем;
максимальная зона ущерба, причиненного дымом и горячими газами;
максимальная зона ущерба, причиненного водой;
максимальные периоды времени, требующиеся для восстановления после пожара.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Зоны часто характеризуются их общей площадью.
6.4.6.1.3 Критерии для вероятностного анализа
При проведении вероятностной оценки риска целью обычно является показать, что возможность возникновения заданного события (например, травмы, гибели, большого количества смертельных случаев, большого ущерба, нанесенного имуществу и окружающей среде) допустима или приемлемо мала (см. PD 7974-1 [3]).
ПРИМЕЧАНИЕ. Гораздо большую обеспокоенность в обществе вызывают несчастные случаи, которые могут приводить к
большому числу жертв, даже если они происходят не часто, например, автобусные аварии в сравнении с автомобильными.
Сущность мероприятий по тушению пожара исключает возможность количественной оценки риска, которому подвергаются
пожарные в конкретном здании.
6.4.6.1.4 Критерии для сравнительного анализа
Существует вероятность, что во многих проектах положения существующих сводов правил и других руководств (см. BS 55880) будут в значительной степени соблюдены, и что пожарно-технический анализ не понадобится (или может использоваться только
для обоснования некоторых отклонений от норм). Поэтому одним из самых простых вариантов для исследовательской группы,
осуществляющей качественную оценку проекта (QDR), может быть определение критериев допустимости в соответствии с рекомендациями существующих норм. Допустимость конкретного проекта можно оценить путем сравнения. Уровень безопасности,
обеспечиваемый альтернативными противопожарными стратегиями, можно сравнить с уровнем, достигаемым при соблюдении
традиционных норм. Этот подход содержит в себе детерминированные и/или вероятностные методы и требует менее подробного
исследования по сравнению с полным анализом. Цель сравнительного анализа - показать, что здание, в соответствии с проектом, не
представляет большего риска его пользователям, чем здание подобного типа, спроектированное в соответствии с традиционными
нормами.
Большинство существующих норм и руководств (см. BS 5588-0 [10]) допускают частичное применение компромиссных и/или
альтернативных мер, например, в отношении огнестойкости, размеров пожарных отсеков и противопожарного разрыва. При сравнительном анализе эти примеры могут применяться без необходимости подробного анализа.
6.4.6.1.5 Финансовые критерии
Структура, изложенная в настоящем своде правил, может быть использована для оценки вероятности и степени ущерба, причиненного конструкции и содержимому здания дымом и огнем. Эта информация может затем быть использована при проведении
технико-экономического анализа для оценки стоимости дополнительных мер противопожарной защиты.
6.4.6.2 Определение подходящих методов анализа
Разработав один или несколько пробных проектов и показательных сценариев пожара, исследовательская группа, осуществляющая качественную оценку проекта (QDR), должна установить глубину и диапазон требуемого количественного выражения и
определить соответствующие методы анализа.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Необходимость в проведении дальнейшего подробного анализа может быть исключена, например, если в результате качественного анализа установлено, что уровень безопасности равен уровню, указанному в предписывающих нормах и
руководствах (см. BS 5588-0).
Методы, которые может использовать исследовательская группа, осуществляющая качественную оценку проекта (QDR), включают в себя:
а) простые вычисления;
б) детерминированный анализ с помощью компьютера;
в) простой вероятностный анализ, например, сравнительная вероятностная оценка риска;
г) полный вероятностный анализ.
В некоторых случаях, когда количественный анализ неприемлем, эффективным средством достижения проектного решения
может стать подробный качественный анализ огневых испытаний.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Детерминированный анализ с помощью сравнительных критериев, как правило, требует меньше средств и
данных, чем вероятностный подход, и является, возможно, самым простым методом получения допустимого проектного решения.
Выполнение полного вероятностного анализа может быть оправдано только при адаптации абсолютно нового подхода к проекту
здания или противопожарной защите (см. PD 7974-0 [2] и PD 7974-7 [9]).
6.4.7 Определение сценариев пожара для анализа
6.4.7.1 Общие положения
Поскольку количество возможных сценариев пожара в здании может быть очень большим (и даже бесконечным), и в наличии
нет ни данных, ни средств, позволяющих его определить, то подробный анализ и количественное выражение сценариев пожара для
определенного здания должны быть ограничены самыми значимыми сценариями.
Описание сценария пожара для целей анализа должно включать в себя описание следующих параметров (там, где это уместно):
тип пожара;
внутренние вентиляционные условия;
внешние вентиляционные условия;
функционирование всех мер безопасности;
тип, размер и местонахождение очага возгорания;
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
147
распределение и тип горючих материалов;
плотность пожарной нагрузки;
тушение пожара;
состояние дверей;
наличие разбитых окон;
вентиляционная система здания.
Кроме того, следует рассмотреть возможные последствия каждого из сценариев.
При сравнении альтернативных вариантов проекта пожарной безопасности с базовым вариантом, например, с предписывающим решением, количественное выражение может быть упрощено. В таких случаях может быть необходимо рассмотреть лишь
единичный сценарий пожара при условии, что это обеспечит достаточную информацию для оценки относительных уровней безопасности пробного проекта и базового варианта.
Исследовательская группа, осуществляющая качественную оценку проекта (QDR), должна установить как подлежащие анализу
сценарии пожара, так и не требующие анализа.
При определении последовательности событий для дальнейшего рассмотрения исследовательская группа должна учитывать вероятность отказов систем противопожарной защиты и сбоев в управлении безопасностью. При детерминированном или сравнительном анализе для дальнейшей оценки обычно определяют некоторое количество наихудших сценариев. Однако события с очень
низкой вероятностью возникновения анализировать не следует, за исключением случаев, когда результат этих событий является
потенциально катастрофическим, и имеется вполне осуществимый способ исправления проблемы.
В ходе качественного анализа и определения значимых сценариев пожара необходимо выявить значимые сценарии распространения пожара и описать их способом, подходящим для дальнейшей количественной обработки.
6.4.7.2 Расчетные пожары
6.4.7.2.1 Общие положения
Чтобы оценить влияние распространяющегося пожара, следует определить один или несколько расчетных пожаров, на которых
будет основываться анализ. Расчетный пожар может быть описан на основе следующих параметров:
скорости выделения тепла;
скорости образования токсичных веществ;
скорости дымообразования;
мощности пожара (включая длину пламени);
времени возникновения основных событий, таких как вспышка.
Если есть возможность установить элемент, который может воспламениться первым, начальную скорость роста пожара можно
определить на основе данных испытаний, при этом развитие пожара определяется отношением фактической скорости выделения
тепла ко времени. Однако в большинстве случаев известен лишь общий тип возгораемых материалов, а элемент, воспламеняющийся первым, остается неизвестным.
Более полное описание расчетного пожара может включать одну или все перечисленные ниже стадии:
а) начальная стадия, характеризующаяся множеством различных процессов горения, к которым может относиться
тление, пламенное горение или тепловое излучение;
б) стадия роста пожара, которая охватывает период от распространения пожара до вспышки (если предусмотрено) или
до горения всех горючих материалов;
в) стадия полного развития пожара, характеризующаяся практически устойчивой скоростью горения; может возникать
при пожарах, регулируемых вентиляцией или топливной нагрузкой;
г) стадия затухания пожара охватывает период снижения интенсивности пожара;
д) прекращение пожара, когда больше не происходит выделение энергии.
ПРИМЕЧАНИЕ. Рекомендации по растущим пожарам и полностью развившимся пожарам на месте возгорания даны в пунктах
6.4.7.2.2, 6.4.7.2.3 и 6.4.7.2.4.
6.4.7.2.2 Растущий пожар
Большинство пожаров, в которых не участвуют легковоспламеняющиеся жидкости или газы, будут расти относительно медленно. С увеличением мощности пожара увеличивается скорость его роста. Это может зависеть от многих факторов, включая:
тип горючих веществ;
геометрические параметры размещения горючего материала;
воспламеняемость горючего материала;
скорость выделения тепла, характерная для горючего материала;
вентиляция;
внешний тепловой поток;
площадь поверхности, подвергаемой воздействию.
В целях проектирования обычно предполагается, что рост пожаров происходит в геометрической прогрессии либо пропорционально квадрату времени.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Рекомендации по использованию характерных кривых роста пожара даны в документе PD 7974-1 [3].
При проведении качественной оценки проекта (QDR) исследовательская группа должна рассмотреть ожидаемую скорость роста
пожара в каждом из сценариев пожара. Может быть проведена качественная оценка по пяти или более категориям роста пожара,
включая:
а) тление;
б) медленный рост;
в) средний рост;
г) быстрый рост;
д) сверхбыстрый рост.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Характерные скорости роста пожара смоделированы по необходимости, но основаны на исследованиях как
испытаний, так и анализа реальных пожаров, и считаются достаточным основанием для проектирования.
6.4.7.2.3 Полностью развившийся пожар
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
148
Для упрощения расчетов, в частности, при проектировании противодымной защиты, можно сделать допущение о полностью
развившемся пожаре с постоянной скоростью выделения тепла с момента возгорания. Значение скорости выделения тепла должно
соответствовать наибольшей мощности, которой может достигнуть пожар за соответствующий период времени.
6.4.7.2.4 Местонахождение
Необходимо точно определить местонахождение расчетного пожара. В ходе качественной оценки проекта (QDR) должны быть
определены геометрические параметры пространства и, где необходимо, расположение источника пожара в помещении, например,
необходимо учитывать, находится ли огонь в центре, у стены или в углу помещения.
Местонахождение пожара в здании должно быть рассмотрено в ходе качественной оценки проекта (QDR), поскольку оно влияет на время, требующееся пожарному подразделению для начала тушения пожара по прибытии на место. Например, время боевого
развертывания пожарного подразделения может быть намного больше для тушения пожара на верхних этажах многоэтажного здания по сравнению со временем, необходимым для одноэтажных зданий.
6.5 Документально зафиксированные результаты качественной оценки проекта (QDR)
Результатом качественной оценки проекта (QDR) является набор преимущественно качественных выходных данных, которые
служат основой для проведения количественного анализа. Как правило, исследовательская группа, осуществляющая качественную
оценку проекта (QDR), должна предоставить следующую информацию:
а) результаты архитектурного анализа;
б) четкая формулировка целей пожарной безопасности;
в) важные опасные факторы и их возможные последствия;
г) один или несколько пробных противопожарных проектов;
д) критерии допустимости и предполагаемые методы анализа;
е) описание параметров сценариев пожара для анализа.
По окончании качественной оценки проекта (QDR) исследовательская группа должна решить, какой (-ие) из пробных проектов
является оптимальным, а также необходим ли количественный анализ, демонстрирующий, что проект соответствует цели (-ям)
пожарной безопасности.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
149
7. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ
7.1 Общие положения
По окончании качественной оценки проекта (QDR) следует провести его количественный анализ. Данный анализ должен быть
разбит на несколько отдельных частей, которые в настоящем своде правил называются подсистемами. Подсистемы содержат рекомендации по выполнению определенного типа расчетов в поддержку пожарно-технического анализа и описывают основные принципы и процедуры, соответствующие конкретному аспекту пожарно-технического анализа, который рассматривается соответствующей частью данного анализа. При проведении анализа конкретного аспекта может использоваться любая из подсистем отдельно
от остальных, или все шесть подсистем могут быть задействованы одновременно, в качестве одного из этапов общего пожарнотехнического анализа здания.
Подсистемы включают следующие типы:
а) Подсистема SS1. Возникновение и развитие пожара внутри помещения, где произошло возгорание (PD 7974-1);
б) Подсистема SS2. Распространение дыма и токсичных газов внутри и за пределы помещения, где произошло возгорание (PD 7974-2);
в) Подсистема SS3. Поведение конструкции и распространение пожара за пределы помещения, где произошло возгорание (PD 7974-3);
г) Подсистема SS4. Обнаружение пожара и активация систем противопожарной защиты (PD 7974-4);
д) Подсистема SS5. Работа пожарных подразделений (PD 7974-5);
е) Подсистема SS6. Эвакуация (PD 7974-6).
В процессе проектирования различные подсистемы могут быть соединены воедино. Основные взаимосвязи каждой из подсистем определяются c помощью информационной матрицы, представленной на рис. 3.
Различные аспекты анализа (или, в действительности, каждая из подсистем) могут быть количественно охарактеризованы при
помощи:
детерминированного анализа; или
вероятностной оценки риска.
На практике, анализ может представлять собой сочетание нескольких детерминированных и нескольких вероятностных элементов. Детерминированные модели основаны на физических, химических, термодинамических закономерностях и механизмах
человеческого поведения, сведения о которых почерпнуты из научных теорий и практических расчетов. В качестве альтернативной
стратегии может быть использована стратегия, при которой для расчета вероятности возникновения конкретного нежелательного
события пожар следует рассматривать как серию случайных событий и проводить вероятностную оценку возможных последствий.
7.2 Детерминированный подход
7.2.1 Общие положения
При детерминированном подходе к проектированию количественно определяют рост пожара и его распространение, движение
дыма и последствия их воздействия на здание и его пользователей. Данный подход основан на физических, химических, термодинамических закономерностях, сведения о которых почерпнуты из научных теорий и практических методов. Детерминированный
анализ включает оценку ряда обстоятельств, которые ведут к единому результату, т.е. проект либо будет успешным, либо нет.
7.2.2 Детерминированные методы
Существует несколько методов для оценки развития и влияния пожара и передвижения людей. Некоторые из данных методов
описаны в подсистемах (см. PD 7974, части 1 - 6).
7.2.3 Сценарии пожара
Взаимосвязь между пожаром, зданием и людьми может привести к возникновению очень сложной системы. Для оценки пожарной безопасности в крупных сложных зданиях при помощи детерминированных расчетов необходимо провести ряд предварительных упрощений. В теории, способствовать созданию сценариев пожара могут несколько факторов, но на практике, вклад многих
факторов будет несущественным. Тщательно выбирая момент и место для проведения расчетов, и затем применяя соответствующий метод расчета к рассматриваемой задаче, можно придти к более гибкому, прагматичному и в равной степени безопасному
решению.
ПРИМЕЧАНИЕ. Рекомендации по выбору значимых сценариев пожара и исходных допущений приведены в документе PD
7974-0 [2].
При рассмотрении сценариев пожара по отдельности для присвоения значений переменным следует выбирать наихудшие из
возможных условия. Однако, следует признать, что при рассмотрении нескольких сценариев пожара использование серии маловероятных событий ведет к получению проекта с очень большим запасом. С другой стороны, использование средних значений переменных не ведет к созданию проекта, который сможет обеспечить допустимый уровень безопасности.
Основным фактором успешного анализа является рационализация задачи качественным методом в контексте конкретных требований пожарной безопасности в ходе проведения качественной оценки проекта (QDR). Затем следует уделить внимание количественной интерпретации проекта и, в особенности, неопределенностям, которые могут возникать при количественном анализе.
7.2.4 Границы применения
Зачастую экспериментальные работы, используемые для выявления эмпирических соотношений, выполняют в «уменьшенном
масштабе» в специальных помещениях научно-исследовательских учреждений. Следует признать, что применение моделей анализа, полученных в результате подобных работ, может ограничиваться степенью экстраполяции, которую можно провести, например,
исходя из размера помещения или группы рассмотренных факторов. Использование экстраполяции данных, полученных в результате испытаний, должно быть оправдано.
Детерминированные методы обеспечивают получение полезных показателей развития и воздействия пожара, но природа пожара такова, что получение точных результатов маловероятно. Как правило, модели анализа дают завышенные прогнозы для своих
областей применения. Во всех ситуациях, где есть малейшее сомнение относительно пригодности какой-либо модели, пользователю следует установить, каким образом были выполнены экспериментальные работы, и подтвердить правильность принятого решения, например, с помощью проведения анализа чувствительности.
7.3 Вероятностный подход
7.3.1 Общие положения
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
150
Цель данного раздела ― показать, каким образом некоторые из методов вероятностной оценки риска могут применяться для
решения задач пожарно-технического анализа. Подробное описание порядка и методов проведения вероятностной оценки риска не
входит в рамки настоящего свода правил, поскольку по данной теме существует целый ряд руководств.
На практике, многие факторы могут оказывать влияние на развитие пожара в здании и эвакуацию его пользователей. Данные
факторы варьируются в зависимости от обстоятельств, возникающих в процессе пожара (например, было ли успешным тушение
пожара первичными средствами, или были ли противопожарные двери зафиксированы в открытом положении). Вероятностная
оценка риска должна быть нацелена на определение вероятности возникновения конкретного нежелательного события, чего можно
достичь, используя статистические данные о частоте возникновения пожаров и надежности систем противопожарной защиты (см.
PD 7974-7), наряду с проведением детерминированной оценки последствий, которые могут возникнуть вследствие развития различных вероятных сценариев пожара. Данный подход может в некоторой степени учитывать неопределенности, присущие данным
о реальных пожарах, и сложные взаимодействия между факторами.
Желаемый уровень безопасности можно определить посредством сравнительных оценок, используя в качестве отправной точки
имеющиеся в настоящее время статистические данные (см. PD 7974-7).
Риск, сопряженный с пожаром в здании, учитывает вероятность возникновения пожаров и их потенциальные последствия, т.е.
потенциальное число смертельных случаев и степень имущественного ущерба. Следовательно, существует возможность определения риска как функции опасности, вероятности и последствий или степени имущественно ущерба.
Используя структуру, представленную в настоящем своде правил, можно оценить вероятную степень имущественного ущерба
от пожара и продуктов горения. Данная информация может затем быть использована для оценки потенциальной степени финансового ущерба и для осуществления технико-экономического анализа, целью которого является определение полезности внедрения
дополнительных мер противопожарной защиты.
По причине пробелов в статистических данных иногда сложно определить абсолютное значение пожарного риска, присущего
конкретному зданию. Однако, анализ, основанный на данных о риске, обеспечивает реальную базу для точного описания или оценки различных стратегий противопожарной защиты (например, спринклерные системы в сравнении с делением на пожарные отсеки).
Несмотря на то, что большое количество факторов может способствовать развитию пожара и его последствиям, на практике
вклад многих факторов будет несущественным. Тщательно выбирая момент и место для проведения расчетов, и затем применяя
соответствующий метод расчета к рассматриваемой задаче, можно придти к получению прагматичного решения.
Вероятностной оценке риска должна предшествовать качественная оценка проекта (QDR) по двум основным причинам:
а) чтобы убедиться, что достигнуто полное понимание задачи, и что анализ затрагивает соответствующие аспекты системы пожарной безопасности; и
б) чтобы упростить задачу и сократить, насколько представляется возможным, объем работ, требующихся для проведения расчетов.
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
151
8. ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ КРИТЕРИЕВ
8.1 Общие положения
Результаты количественного анализа, основанного на шести подсистемах (см. PD 7974, части 1-6), необходимо сравнить с критериями допустимости, определенными в ходе качественной оценки проекта (QDR). Можно рассмотреть три основных подхода:
а) детерминированный;
б) вероятностный;
в) сравнительный.
Если после количественного анализа проекта ни один из пробных проектов не удовлетворяет критериям допустимости, необходимо заново проводить качественную оценку проекта (QDR) и количественную обработку до тех пор, пока не будет найдена стратегия пожарной безопасности, удовлетворяющая критериям допустимости и другим проектным требованиям (см. рис. 2).
При детерминированном анализе целью является показать, что на основе исходных допущений (обычно «правдоподобный
наихудший случай»), определенная совокупность условий не реализуется. При вероятностном анализе критерии устанавливаются
таким образом, чтобы вероятность наступления данного события была допустимо низкой. Критерии риска обычно выражаются на
основе ежегодной вероятности наступления нежелательного события.
Часто бывает сложно выразить уровень безопасности в абсолютных показателях. Тем не менее, продемонстрировать, что проект обеспечивает такой же уровень безопасности, как и в здании, которое соответствует более предписывающим нормам, может
быть сравнительно легко. Например, протяженность путей эвакуации в большом выставочном зале может быть больше, что приведет к увеличению времени эвакуации. Однако, если в данном зале высокие потолки, возможно показать, что время, необходимое
для заполнения помещения дымом, более чем компенсирует увеличение времени эвакуации. Так как анализ носит чисто сравнительный характер, то маловероятно, что какие-либо допущения, например, касающиеся скорости роста пожара и выбора методов
моделирования дыма, существенно повлияют на результат.
Прежде чем окажется возможным продемонстрировать, что решение предлагает, по крайней мере, такой же уровень безопасности, как предписывающие нормы, необходимо четко понимать цели этих норм. При проведении качественной оценки проекта
(QDR) группа специалистов должна учитывать суть всех важных рекомендаций, так как некоторые положения норм могут иметь
более чем одну цель. По окончании этой работы специалисты могут разработать альтернативные проектные решения, направленные на заданные базовые цели. Инженер по пожарной безопасности должен показать, что предложенное решение будет, по крайней мере, таким же эффективным и надежным как и при традиционном подходе.
Поскольку в инженерных расчетах существует ряд неопределенностей, может быть целесообразно использовать в данном анализе коэффициенты запаса. Например, можно с высокой степенью точности рассчитать минимальное время (например, время движения), необходимое людям для того, чтобы добраться до определенного выхода и покинуть здание. Однако, известно, что люди
имеют тенденцию покидать здание привычным и знакомым для них путем, поэтому часто сложно определить, сколько людей воспользуются тем или иным доступным выходом. Методы расчетов и проектные допущения, представленные в подсистемах (см. PD
7974, части 1-6), как правило, являются завышенными.
8.2 Детерминированные критерии
8.2.1 Сравнение результатов с критериями проектирования (безопасность людей)
8.2.1.1 Общие положения
Как правило, в ходе детерминированного анализа следует оценивать тот факт, что все люди могут покинуть опасную часть здания в условиях относительной безопасности и без посторонней помощи. Следует сравнивать время наступления опасных условий и
время, необходимое людям, чтобы покинуть опасную зону.
8.2.1.2 Воздействие опасных факторов пожара
ПРИМЕЧАНИЕ. Информация о критериях допустимости воздействия токсичных газов, тепла и снижения видимости приведена
в документе PD 7974-6 [8].
Поскольку разрушение конструкции до момента окончания эвакуации может также представлять угрозу жизни, в ходе анализа
необходимо рассмотреть все возможные воздействия опасных условий при пожаре:
а) снижение видимости;
б) воздействие токсичных и раздражающих веществ;
в) тепловое воздействие;
г) разрушение конструкции.
В ходе качественной оценки проекта (QDR) необходимо попытаться установить, какие потенциальные угрозы являются серьезными и требуют количественного выражения. В большинстве случаев снижение видимости вследствие задымления определяет
изначальную угрозу жизни и, следовательно, фактическое время безопасной эвакуации (ASET). Однако, если можно продемонстрировать, что огонь будет потушен до достижения предельного уровня токсичных условий или температур, тогда снижение видимости не будет являться критерием безопасности людей.
При проектировании с учетом безопасности людей целью должно быть обеспечение:
ASET
tesc ,
(1)
где
tesc
ta
tevac;
tesc - время выхода;
tevac - время эвакуации;
ta - время с момента возгорания до оповещения о пожаре.
Вдыхание дыма и токсичных газов может затруднять движение, не вызывая при этом полное поражение, которое помешает
эвакуации. В принципе, существует возможность учитывать влияние вдыхания опасных газов на скорость эвакуации. Однако, в
большинстве случаев, если проект основан на расчетах с запасом, такая детализация эвакуации не обоснована. Как правило, в целях
СИТИС-НМД-4 Программное обеспечение СИТИС для выполнения расчетов пожарного риска, редакция 1 от 14.05.14
Часть 4 Валидация математических моделей пожаров
© ООО «СИТИС», 2014 г.
152
проектирования можно сделать допущение, что реакция пользователей здания на пожар остается неизменной до тех пор, пока
условия не станут неприемлемыми, что соответственно приведет к прекращению движения людей.
8.2.1.3 Разрушение конструкции
Если разрушение конструкции угрожает жизни людей, находящихся внутри и снаружи здания, должна быть обеспечена достаточная огнестойкость. В зданиях, где принята поэтапная эвакуация, а также в таких зданиях, как больницы, некоторые люди могут
на протяжении длительного периода времени оставаться внутри, пока в одной из частей здания осуществляются работы по тушению пожара. В анализе чувствительности следует учитывать последствия разрушения конструкции (см. PD 7974-3 [5]).
8.2.2 Сравнение результатов с критериями проектирования (защита от ущерба и защита окружающей среды)
8.2.2.1 Общие положения
Следует продемонстрировать, что установленные для здания цели и критерии выполнены. Например, общая расчетная площадь
ущерба от пожара должна быть меньше или равна (но предпочтительно меньше), чем установленные пределы ущерба.
Детерминированные расчеты могут определить степень ущерба от пожара. Ущерб возникает вследствие выделения тепла и дыма от огня. Расчетное значение и распределение тепла и дыма можно отнести к ущербу внутри и вокруг здания, что включает в
себя имущественный ущерб зданию, его содержимому и окружающей среде.
В результате влияния лучистого и конвективного тепла, объекты могут подвергнуться необратимому ущербу. По мере увеличения температуры и времени воздействия увеличивается и ущерб. Выделяющийся при пожарах дым содержит газы, жидкости и
небольшие твердые частицы. Этот дым движется от огня в конвективном потоке, нанося вред зданию, содержимому и окружающей
среде. Горячие угли могут разлетаться от огня и вызывать возгорание на расстоянии.
Огонь может беспрепятственно распространяться через множество помещений или может быть ограничен небольшой зоной.
Ограничение может быть обусловлено следующим:
а) низкой топливной нагрузкой;
б) большими расстояниями между горючими материалами;
в) делением на