Symulacja pożaru

Era informatyzacji upraszcza szereg analiz, ale jednocześnie wskazuje na niedostatki i archaiczność klasycznych metod postępowania.  Mocnym przykładem są analizy pożarowe w projektowaniu i opiniach o obiektach architektoniczno-budowlanych. W tym przypadku nadal funkcjonują bardzo rygorystyczne zasady . wyrażone w przepisach,  a jednocześnie coraz chętniej i powszechniej stosuje się komputerowe analizy CFD (Computer Fluid Dynamics), umożliwiający obiektywną analizę scenariuszy pożarowych, rozprzestrzenianie dymu i toksycznych substancji, temperatury konstrukcji ogarniętych pożarem, potrzebne długości dróg ewakuacyjnych itd. Analizy symulacyjne dość często wskazują na rażąco zawyżone normy i wytyczne projektowania , prowadzą więc do zbędnych wydatków inwestycyjnych na urządzenia i zabezpieczenia bierne oraz czynne konstrukcji. Taka rozrzutność nie może być akceptowana ze względu na niepotrzebne wydatki energetyczne, które są niezgodne z fundamentalnymi zasadami projektowania zrównoważonego, energooszczędnego i ekologicznego.

Znane są i powszechnie wykorzystywane programy FDS (Fire Dynamics Simulator) (McGrattan, Hostikka, Floyd, McDermott, 2010), Pyrosin (Thunderhead Engineering, 2011) i Smokeview (wizualizacje do FDS).

Charakterystyka symulacji pożaru

FDS ManualSymulacja pożaru, to przede wszystkim symulacja rozkładu dymu i temperatury w czasie rzeczywistym CFD w obszarze budynku objętego pożarem.

Przeprowadzenie takiej symulacji w projektowanych obiektach budowlanych jest konieczne przypadku , gdy uproszczona analiza normowa nie daje pewności, że spełnione będą wymogi warunków technicznych  ( § 270 pkt. 1- z późniejszymi zmianami] Rozporządzenia), np w przypadku budynków atrialnych lub z antresolą. Budynki takie są coraz częściej proponowane przez architektów ze względu na zalety funkcjonalno – architektoniczne.

Środki oddymiające, w tym klapy dymowe powinny być tak dobrane, by: 1. usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych, nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację, 2. Mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem.

Symulacja CFD pozwala rozwiązać równania Naviera-Stokesa dla modelu trójwymiarowego analizowanego obiektu, zgodnego z architektonicznym układem pomieszczeń, przegród budowlanych oraz urządzeń przy zadanych warunkach brzegowych oraz scenariuszy pożarowych – mocą, źródłami i lokalizacją pożaru oraz przyjętą metodą ewakuacji ludzi.

Obszerny opis metody CFD podano w pracy (Lipska, 2006).

W pracy (Chodor, Taradajko, 2013) wykonano analizy numeryczne CFD  sufitowej wentylacji dyfuzyjnej i porównano je z eksperymentem.  Natomiast w pracy (Chodor, 2013) przeprowadzono symulacje CFD pożaru dla obiektu salonu samochodowego na modelu BIM.

Odporność ogniowa konstrukcji

Odporność ogniowa jest szczególnie ważna w przypadku konstrukcji stalowych. W przypadku konstrukcji stalowych wymogi są podane w normie (PN-EN 1993-1-2+NA, 2007),a oddziaływania w warunkach pożaru podano w normie zotpressInText item=”A3BER9NF”].

Nośnością konstrukcji stalowych w warunkach pożaru zajmowali sie między innymi: (Skowroński, 2001), (Maślak, 2010), (Maślak, 2009), (Biegus, 2013).

Literatura

Biegus, A. (2013). Projektowanie konstrukcji stalowych z uwagi na warunki pożarowe według Eurokodów. Izolacje, (2).
Chodor, A. (2013). Wykorzystanie numerycznej mechaniki płynów w projektach BIM -studium przypadku (Praca magisterska). Politechnika Warszawska.
Chodor, A., & Taradajko, P. (2013). Experimental and Numerical Analysis of Diffuse Ceiling Ventilation (Master Thesis). Aalborg: Aalborg University, Denmrak. Retrieved from http://projekter.aau.dk/projekter/files/74893581/Main_Report.pdf
Lipska, B. Kontrola jakości numerycznego modelowania przepływu powietrza w pomieszczeniach wentylowanych, Pub. L. No. Zeszyt Naukowy 1718 (2006). Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
Maślak, M. (2009). Trwałość pożarowa stalowych konstrukcji prętowych. Kraków: Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej. Retrieved from https://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i3/i9/i8/i4/r3984/MaslakM_TrwaloscPozarowa.pdf
Maślak, M. (2010). Odporność ogniowa. Nośność konstrukcji w warunkach pożaru. In Budownictwo ogólne. Stalowe konstrukcje budynków. Projektowanie według eurokodów z przykładami obliczeń (Vol. 5, cz.10). Warszawa: Arkady.
McGrattan, K., Hostikka, S., Floyd, J., & McDermott, R. (2010). Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide. USA: National Institute of Standards and Technology US. Retrieved from http://www.pyrosim.pl/wp-content/uploads/2014/07/Dokumenty-walidacji-FDS-%%E2%%80%%93-Pyrosim-ENG.pdf
PN-EN 1993-1-2+NA. Eurokod 3 -Projektowanie konstrukcji stalowych -Część 1-2: Reguły ogólne -- Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe (2007). UE: PKN.
Skowroński, W. (2001). Teoria bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji metalowych. Warszawa: Wydawn. Naukowe PWN.
Thunderhead Engineering. (2011). PyroSim . Instrukcja obsługi. Retrieved from http://www.pyrosim.pl/wp-content/uploads/2014/07/Instrukcja-obs%%C5%%82ugi-PyroSim-PL.pdf

Related Hasła

Comments : 0
O autorze
* dr inż. Leszek Chodor. Architekt i Inżynier Konstruktor; Rzeczoznawca budowlany. Autor wielu projektów budowli, w tym nagrodzonych w konkursach krajowych i zagranicznych, a między innymi: projektu wykonawczego konstrukcji budynku głównego Centrum "Manufaktura" w Łodzi, projektu budowlanego konstrukcji budynku PSE w Konstancinie Bielawa, projektów konstrukcji "Cersanit" ( Starachowice, Wałbrzych, Nowograd Wołyński-Ukraina). Autor kilkudziesięciu prac naukowych z zakresu teorii konstrukcji budowlanych, architektury oraz platformy BIM w projektowaniu.

Wyślij

Translate »