ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПОЖАРОБЕЗОПАСНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ

Современная наука позволила специалистам строительной отрасли, таким как инженеры и архитекторы, разрабатывать и организовать мероприятия по обеспечению пожарной безопасности при строительстве зданий, используя требования строительных норм и правил. Однако  наличие современных норм использования строительных материалов не гарантирует обеспечение пожарной безопасности зданий. Конструкционные решения по обеспечению пожарной безопасности тесно связаны с архитектурной конфигурацией здания. Во многих случаях требования к пожарной безопасности конструкций игнорируются, как в методологическом аспекте, так и на практике, поскольку возможность предусмотреть решения по обеспечению пожарной безопасности в проекте на различных стадиях его подготовки в соответствии с пожеланиями заказчика, а также узаконенная практика обоснования отклонений от нормативов, влечет за собой неявные ошибки или намеренные допущения [1].

Известно, что в основе пожарной безопасности зданий лежит обеспечение целостности конструкций во время и после пожара. Структурная целостность и устойчивость представляют собой ключевой аспект стратегии пожарной безопасности, что, несомненно, должно учитываться среди всех других аспектов процесса проектирования пожаробезопасной конструкции [2].

Широкое использование новых строительных материалов для обеспечения пожарной безопасности для проектирования пожаробезопасных строительных конструкций способствовало обширным исследованиям по разработке эффективных покрытий и оценке их огнестойкости в качестве теплового барьера для конструктивных элементов и материалов. Исследовательское сообщество выявило многочисленные проблемы, связанные с текущей структурой проектирования, основанной на стандартных испытаниях на огнестойкость, и текущие методологии были поставлены под сомнение из-за их чрезмерного упрощения, ограничений и неопределенностей. Чтобы преодолеть эти проблемы, в многочисленных исследованиях были предложены комплексные подходы и методологии для изучения предела огнестойкости покрытий, подвергающихся воздействию различных условий нагрева и огня, которые были заложены  в современном программном обеспечении[4].

В программе «ABAQUS» (США) для расчета теплоотдачи при пожаре, используется модуль «abaqus-standart», для решения традиционного анализа методом использования конечных элементов строительных материалов. Программа «ABAQUS» использует собственный мощный препроцессор, позволяющий создавать практически любые элементы, которые включают различные материалы.

Программный комплекс «Ansys» (США) – одна из самых функциональных и продвинутых вычислительных программ. Расчет огнестойкости осуществляется разработчиками, обозначенными как температурный анализ. Процесс расчета состоит из нескольких этапов, где последовательно задаются материалы, геометрия элемента, настройки конечно-элементной сетки, температура граней элемента, текстовые результаты и визуализация результатов в расписании. Определение предела огнестойкости здания или сооружения в целом возможно для предельного состояние «R», что предполагает расчет конструкции как единой нелинейной системы [3].

Программный комплекс «Autodesk Revit Structure» (США) также используется для проектирования строительных конструкций и согласования данных с проектом. В «Autodesk Revit» имеется два программных модуля: инструменты для построения скелетов и далее перевод их в структурные модули. Возможность совместной работы, используемая в «Autodesk Revit Structure», позволяет всем инженерам, участвующим в поиске, одновременно получать доступ к модели проектируемой строительной площадки, а также предоставляет инструменты для виртуального деления моделей на отдельные части с возможностью настройки общего доступа к различным частям проекта.

Отечественная программа «ЭЛКУТ» позволяет решать задачи строительства, связанные с нагревом строительных конструкций. С помощью программы возможно моделировать прогрев тонкостенного монолитного перекрытия по профилированному листу между кирпичными стенами.

Использование программных продуктов позволяет сократить объем дорогостоящих натурных испытаний на огнестойкость, так как точность современных программных комплексов соответствует реальным испытаниям и было многократно апробировано. Также, из-за учета различных пожарных факторов, программные комплексы могут гарантировать высокий уровень приближения к реальным ситуациям [5].

В будущем можно будет наблюдать упрощение процессов взаимодействия и изучения программных комплексов. В дополнение, тенденция развития заключается в создании более интуитивно понятного интерфейса и возможности взаимодействия между программами. Это позволит распределять задачи между ПО и оптимизировать процесс расчета. Также предполагается дальнейшее развитие технологии «BIM» (информационная модель здания) и появление упрощенного переноса макетов из архитектурно-расчетных комплексов.