Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

1 Pass 1 •Stoppade fläktar …sid 2-16 •Rapport TVIT—06/3003 •Enkel tvåzonsmodell …sid 2.6-4.3 •Rapport TVIT—07/7012.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "1 Pass 1 •Stoppade fläktar …sid 2-16 •Rapport TVIT—06/3003 •Enkel tvåzonsmodell …sid 2.6-4.3 •Rapport TVIT—07/7012."— Presentationens avskrift:

1 1 Pass 1 •Stoppade fläktar …sid 2-16 •Rapport TVIT—06/3003 •Enkel tvåzonsmodell …sid •Rapport TVIT—07/7012

2 2 Pass 2 •Trycksättning trapphus …sid •Rapport TVIT—06/

3 3 Pass 3 •Backspjäll för skydd …sid •Rapport TVIT—06/3004 •Textildon som backspjäll …sid •Rapport TVIT—07/7013

4 4 Pass 4 •… flerrumsbrandcellersid •Rapport TVIT—06/3003 •Tvärströmningsid •Rapport TVIT—07/7018?

5 5 Pass 5 •… beräkningar med PFSsid •Rapport TVIT—07/7009

6 6 Pass 6 •Funktionskrav mot …sid •Rapport TVIT—07/7010 •Kolmoxidförgiftning …sid •Rapport TVIT—07/7014

7 7 BRANDFORSK Projekttitel Skydd mot rökspridning via ventilation med stoppade fläktar och förbigångar -riskbedömning och dimensionering TVIT—06/3003

8 8 Projektets syfte •Undersöka risk för brandgasspridning •Bestämma dimensioneringsregler •Bestämma dimensionerande brandflöde •Bestämma dimensionerande lufttäthet

9 9 Vad avgör brandgasspridning? •Tre ting •Brandens värmeeffekt (konvektiv del) = brandens termiska expansion = brandflöde •Brandrummets lufttäthet •Ventilationssystemets egenskaper

10 10 Vilka osäkerheter finns? •Brandens tidsförlopp •Inverkan av sprinklersystem •Lokalens lufttäthet •När sprängs fönster •Ventilationssystemet

11 11 F-system med ständig drift •Kommer branden att detekteras? •Stor utspädning om många lägenheter •Metoden 5:1 otillräcklig •Rätt dimensionering bra skydd •Risk för tvärströmning •Känslig för vindpåverkan

12 12 FT-system med ständig drift •Som för F-system •Med stoppade fläktar och förbigångar ett varmt F-system utluftar ett kallt T-system inluftar utom i brandrummet bra med golvdon •Större tvärströmningsrisk

13 13 Dimensionerande brandfall •Vanlig brandeffektsimulering P(t) ~ t 2 •Brandförsöksdata mot maximaleffekt 70 brandförsök 10 föremålsgrupper 36 monotont ökande effekt 7 monotont ökande effektändring

14 14 Sängar Y6 •12 fall med skumgummimadrasser • 3 fall med resårmadrasser •Brandeffekt – brandtidFigur 3.23 •Brandluftbehov – brandtidFigur 3.24 •Relativ effekt – relativ tidFigur 3.25

15 15

16 16

17 17

18 18 Brandflödessimulering •Förenklad tvåzonmodell •Parameterkänslighet •rumsdata golvyta höjd väggyta kvadratisk form •utluftning •ytmaterial typ och tjocklek •uppdelning strålning och konvektion •tidsförlopp •t 2 -brandförlopp [medium∙fast] 0.5 •Kontroll av tumregel 1 MW ger 1 m 3 /s

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28 Brandmodeller •Största brandflöde •Dito brandtid •Dito brandtemperatur •Dito brandtid med sprinkler •Dito brandtid med fönstersprängning

29 29 Simuleringsfall •Tidsförlopp t 2 och t 1 •Brandtillväxthastighet 8 fall •Golvyta10 fall •Rumshöjd 5 fall •Nedre utluftning 5 fall •Totalt 2000 fall

30 30

31 31

32 32

33 33 Anpassade modeller ( ) q b = α 0.42 A 0.50 h 1.04 (m 3 /s) t b = α A 0.35 h 0.28 (s) T b = α 0.07 A h (K) •Stora likheter för q b med äldre formel och teori

34 34 Dimensionerande brandflöde hur? •Använda modell (3.16) t 2 -brand •Använda modell (3.20) t 1 -brand •Använda simulering med brandföremål •Vad kommer att brinna? •Krav finns förhindra eller försvåra?

35 35 Teori - dimensionering - utluftning •Tryckfallsförhållande 5:1 eller f:1 •Kall spridningsanalys utan termik •Kall spridningsanalys med termik •Tvärströmning Figur 4.5 och 4.6 fel •Varm spridningsanalys utan inblandning •Varm spridningsanalys med inblandning

36 36 Tryckfallsförhållande 5:1 1 •Alla grenkanaler skall ha minst 5 gånger större tryckfall än det gemensamma kanal- systemet ut mot det fria •Behövs det förbigång? •Hur säkert är systemet? •Hur mycket brandgaser kan spridas ?

37 37 Tryckfallsförhållande 5:1 2 •Ett fall med n lokaler och samlingslåda •Grentryckfall  p g •Grenflödeq g •Aggregattryckfall  p a •Aggregatflödeq a = n q g •Samband tryckfall  p a = m  p g

38 38 Tryckfallsförhållande 5:1 3 •Tryckfallskravet kan utan förbigång  p g :  p a / n 2 •Omskrivning med  p a = m  p g ger n 2 : m •Kravet 5:1 ger n 2 / m > 5

39 39 Tryckfallsförhållande 5:1 4 •Sifferexempel: Antag T-system med åtta rum och grentryckfall 100 Pa och aggregattryckfall 800 Pa vilket ger n 2 / m = 64/8 = 8 > 5ok!

40 40 Tryckfallsförhållande 5:1 5 •Sifferexempel: Antag F-system med tre rum och grentryckfall 100 Pa och övriga tryckfall 100 Pa vilket ger n 2 / m = 9/1 = 9 > 5ok!

41 41 Tryckfallsförhållande 5:1 6 •Slutsats: Det är lätt att uppfylla tryckfalls- förhållande 5:1 utan en förbigång

42 42 Kall brandgasspridning 1 •Antag ett fall med n lika lokaler •Brandgaser fördelas som f 0.5 :(n-1) mellan utluftningen och de andra lokalerna •Några sifferexempel: – f=9 och n=2 ger spridningsbild 3:1 – f=9 och n=4 ger spridningsbild 1:1 – f=9 och n=10 ger spridningsbild 1:3

43 43 Kall brandgasspridning 2 •Brandgasspridningandel till övriga lokaler s t = 1/(f 0.5 /(n-1)+1)(-)(4.7) •Några sifferexempel: – f=9 och n=2 ger spridningsbild 1/4 – f=9 och n=4 ger spridningsbild 1/2 – f=9 och n=10 ger spridningsbild 3/4

44 44

45 45 Kall brandgasspridning 3 •Slutsatsen är att tryckfallsförhållande 5:1 inte ger något nämnvärt skydd mot brand- gasspridning i det kalla fallet

46 46 Sval brandgasspridning 1 •När fläkten i ett F-system i en flerplans- byggnad är ur drift råder självdrags- ventilation •Dimensioneringskrav ingen brandgas- spridning till högsta våningsplan •Vad blir tryckfallsförhållandet?

47 47 Sval brandgasspridning 2 •Antag följande: –inga stamkanaltryckfall –antal anslutna våningsplann –tryckfall grenkanal för flöde q  p g –tryckfall fasad för flöde q  p f –tryckfall utluftningför flöde q  p e –utluftningens höjd i våningsplanm –termisk tryckskillnad våningsplanp

48 48 Sval brandgasspridning 3 •Dimensioneringskrav eller sökt tryckfalls- kvoten är  p g /  p e > s(n) 2 / m där s(n) = (n-1) 0.5

49 49 Sval brandgasspridning 4 •Sifferexempels(n) 2 /m –m = 1 –n = 2 ger tryckfallskvoten1 –n = 4 ger tryckfallskvoten18 –n = 10 ger tryckfallskvoten373 •jfr SBN-kravet5

50 50 Dimensionering - självdrag •Antag m=1 ger krav  p g /  p e > s(n) 2 •Notera  p g och  p e avser flöde q •Inför  p en för flöde nq  p en = n 2  p e •Nytt krav  p g /  p en > s(n) 2 /n 2

51 51

52 52

53 53 Dimensionering - utan inblandning •Beräkningsuttryck där brandtryck ingår  p g /  p en = …(4.22)

54 54 Dimensionering - med inblandning •Beräkningsuttryck där brandtryck och inblandningsfaktor r ingår  p g /  p en = …(4.34) •Inblandningsfaktorn r itereras fram •Om r=0 blir (4.34)=(4.22)

55 55 Fyra dimensioneringmetoder  p g /  p en < n 2 / f(4.1) -1  p g /  p en < n 2 / s(n) 2 (4.17) -1  p g /  p en < …(4.22)  p g /  p en < …(4.34)

56 56 Kontroll av metoder •15 grundfall konstant stamkanaldiameter •15 grundfall konstant stamkanaltryckfall •10 brandtemperaturer 100(100)1000 ºC • 8 brandtryck 0, 10, 20, 50, … 1000 Pa •2400 fall ((15+15)∙10∙8) •Säkerhetsmarginal för metod (4.34)

57 57

58 58

59 59 Jämförelse metoder •Konstant kanaltryckfall 3 Pa/plan •Tryckfall fasad,gren,stam 10,90,3 Pa •6 våningsplan •Metod (4.1) ger  p en = 648 Pa •Metod (4.11) ger  p en = 51.2 Pa •Isodiagram  p en med T b x-axel p b y-axel för metod (4.22), (4.34) och facit

60 60

61 61

62 62

63 63 Utluftning och vindpåverkan 1 •Drivtryck utluftning (4.42)  p e =(  n -  e ) g z e + ( f v - f e )  v 2 /2 •vindfaktor plan n f v och utluftning f e •Termisk term •300 ºC ger 6 Pa/m och 5 m ger 30 Pa •Vindterm • f v - f e = 1 och 7 m/s ger 30 Pa • f v - f e = 0.5 och 10 m/s ger 30 Pa

64 64 Utluftning och vindpåverkan 2 •Vindfaktor f e för tak < 0 •Vindfaktor f v för plan n är osäker •Vindfaktor lovartsida > 0.5 •Vindfaktor läsida < -0.5 •Drivtryck för utluftning < 0 = felfunktion •Ofta öppna fönster vid brand

65 65 Simulering av utluftning •Enbart kvadratiska tryckfall •12 modellfall •Brandtemperatur ºC •Brandtryck 0, 10, 20, 100, … 1000 Pa •Inträngande brandflöde beräknas •Enbart kvadratiska tryckfall

66 66 Basmodellfall •F-system (=FT-system/2) •Ventilationsflöde1 m 3 /s •Fasadtryckfall10 Pa •Grentryckfall90 Pa •Stamtryckfall 3 Pa/plan •Tryckfall utluftning 3 Pa •Utetemperatur20 ºC

67 67 Modellfall 2-8 •2 konstant stamkanaldiameter •3 lägre grentryckfall 40 Pa(90 Pa) •4 högre avlufttryckfall 18 Pa(3 Pa) •5 undertryck avluft 5 Pa(0 Pa) •6 låg utetemperatur 10 ºC(20ºC) •7 våningsplan 4(6) •8 våningsplan 8(6)

68 68

69 69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 75

76 76

77 77

78 78

79 79

80 80

81 81

82 82

83 83

84 84

85 85

86 86 Sammanfattning - simulering •Känsligt för låga brandtemperaturer •Mindre känsligt för höga brandtryck •Känsligt för vindtryck •Känsligt för utetemperatur •Rätt dimensionering innebär nästan bara rakt upp och ut

87 87 Byggnaders lufttäthet •Genomgång av 36 provtryckningsfall •Hela omslutande ytan används för att beräkna specifikt luftflöde vid 50 Pa •Gamla BBR-krav 0.8 l/sm 2 för bostäder •Gamla BBR-krav 1.6 l/sm 2 för lokaler •Nytt BBR-krav 0.6 l/sm 2

88 88

89 89

90 90

91 91

92 92

93 93 Sammanfattning - lufttäthet •Samband läckflöde q ~ ∆p n • q l/sm 2 hela den omslutande ytan • n (0.5,1.0) (turbulent,laminärt) •Medelvärdenq 50+ /q 50- n + /n - •Lägenheter0.31/ /0.77 •Småhus0.47/ /0.81 •Trapphus0.78/ /0.80 •Övriga stor spridning

94 94 Sammanfattning – slutrapport •Dimensionerande effekt t 1 - och t 2 -brand •Dimensionerande lufttäthet •Förenklad modell för utluftning •Dimensionering av utluftning •Simulering av utluftning

95 95 Fortsättning – slutrapport •Mer försöksdata bränder i slutna rum •CFD-simulering av bränder i slutna rum •Mer försöksdata lufttäthet •Fullständigare modell för utluftning

96 96

97 97 Trycksättning av trapphus BRANDFORSK TVIT—06/

98 98 Trycksättning av trapphus •Syfte –för att undvika inträngning av brandgaser –för att underlätta utrymning –för att underlätta räddningsarbete •Avgränsning –trapphus direkt mot våningsplan ej hisshall –våningstryck = utetryck eller –våningsläckage >> trapphusdörrläckage

99 99 Trycksättningskrav •> 20 Pa –För att förhindra inträngning av brandgaser •293 ºC 2 m dörr 586 ºC = 12 Pa •293 ºC 2 m dörr 879 ºC = 16 Pa •ingen marginal mot överlagrat brandtryck •< 80 Pa –För att kunna öppna dörrar •öppningskraft < 133 N

100 100 Högsta möjliga trapphus •Trycksättningsintervall (20,80) Pa •Termisk tryckgradient –Vintertid –23 C° 2 Pa/m –Sommartid 33 C°-0.5 Pa/m •Trapphushöjd – Vintertid 2 Pa/m 30 m (80-20)/2 – Sommartid -0.5 Pa/m 120 m (20-80)/-0.5

101 101 Oteknisk lösning •Utomhustrapphus •En våning per trapphussektion •Ingen trycksättning •Vindberoende funktion

102 102 Byggteknisk lösning •Sektionera trapphus som klarar kraven •Rekommenderad sektionering – 8-12 våningsplan per trapphussektion – Turning Torso 200 m 9 moduler 5 sektioner – World Trade Center 400 m 3×? sektioner

103 103 Installationsteknisk lösning •Skapa ett strömningstryckfall = den termiska tryckgradienten •Vintertid nerifrån och upp •Sommartid uppifrån och ner

104 104

105 105 Oändlig trapphushöjd om •Inget läckageoch •Jämn personbelastningoch •Samma temperatur

106 106 Begränsad trapphushöjd om •Läckageeller •Ojämn personbelastningeller •Trycksättning med uteluft

107 107 Tryckfall trapphus 1 •Halvtrappa eller heltrappa •Slutet/öppet trapphus med/utan mittvägg •Kompakt trapphus = rektangulär kanal –2 st 180 ° skarpa böjar per plan –2-4 st 37 ° skarpa böjar per plan –1-2 st kontraktioner per plan –som tre engångsförluster per plan eller –som en 3 m luftkanal med diameter 800 mm

108 108 Tryckfall trapphus 2 •Öppen halvtrappa –invändig bredd 2700 mm och längd 5600 mm –trappbredd 1200 mm glapp mm –ytterglapp 0.60m 2 och mittglapp 0.44 m 2 –mätsträcka för tryckfall +6 m till +45 m –temperatur +3 m, +6 m, m, +45 m, –självdrag 5 ºC ute 22 ºC inne –+3 m dörr 1.8 m m luckor m 2

109 109

110 110

111 111

112 112

113 113 Tryckfall trapphus 3 •Modell för våningsplan ∆p / n = e n ρv 2 /2Pa • mät ∆p och v för n våningsplan och bestäm e n • oberoende av våningshöjd och trapphusstorlek • flödet = trapplöpstvärsnitt (b×h) × dito hastighet v •Modell för m trapphus ∆p = Rq 2 Pa/m R = e n ρ / 2 b 2 h 3 Pa/m(m 3 /s) 2

114 114

115 115

116 116 Tryckfall trapphus 4 •SYSAV försök 13 plan 39 m –e n = 2.0 utan personbelastning •e n = 2.5 för modellförsök •olika ytstruktur ger högre e n •1 m 2 smitväg ger lägre e n •Fullskaleförsök litteratur –e n = 1.8 utan personbelastning –e n = 5.4 med personbelastning

117 117 Tryckfall trapphus 5 •Modellförsök skala 1:50 –öppen/sluten, halv/hel, 1/2 måtta fall •Modellförsök skala 1:100 –öppen, halv/hel, 1 mtvå fall •Engångsförlust per plan –öppet och halvtrappa2.5 –öppet och heltrappa2.9 –slutet och halvtrappa3.9 –slutet och heltrappa4.2

118 118 Tryckfall trapphus vid 1 m/s •Dynamiskt tryck 0.6 Pa •Engångförlust per plan e n = 3 /plan •Tryckfall 1.8 Pa/plan •Trapp- –bredd 1 m –höjd 3 m –tvärsnitt 3 m 2 –flöde 3 m 3 /s –tryckfall 0.6 Pa/m

119 119 Balansflöde - trycksättning •(  o -  i ) g = R q b 2 T i > T o (Pa/m) •q b = ( (  o -  i ) g / R ) 0.5 T i > T o (m 3 /s) –q b balansflöde m 3 /s –  o uteluftens densitet vid T o kg/m 3 –  i inneluftens densitet vid T i kg/m 3 –gjordaccelerationen m/s 2 –Rströmningstryckfall vid 1 m 3 /s Pa/m

120 120 Fysikalisk modell •Oberoende variabel –Trapphusnivåzm •Tre differentialekvationer –Övertryck i trapphus∆p(z)Pa –Trapphusvolymflödeq(z)m 3 /s –TrapphustemperaturT(z)K

121 121 Trapphusövertryck ∆p(z) Pa Derivata för övertryck = d ∆p(z) / dz =Pa/m Termiskt tryckändring ( ρ o – ρ(z) ) g Pa/m - Tryckfall - ( ρ(z) / ρ o ) R(z) q(z) 2 Pa/m

122 122 Trapphusvolymflöde q(z) m 3 /s Derivata för trapphusvolymflöde = d q(z) / dz = m 2 /s Termisk volymändring ( q(z) / T(z) ) d T(z) / dz m 2 /s - Läckage - q n ( ∆p(z) ρ n / ∆p n ρ(z) ) 0.5 m 2 /s

123 123 Trapphustemperatur T(z) K Derivata för trapphustemperatur = d T(z) / dz =K/m Trapphusytors värmeutbyte Ah ( T s – T(z) )W/m / Trapphusflödets värmeöverföringsförmåga / ( ρ(z) c q(z) )W/K

124 124 Känslighetsanalys Figur •Trapphushöjd 100 m •Aktuell parameter på kurva •Parameter –läckage –tryckfall –värmeövergångstal –personbelastning storlek –personbelastning läge –inloppstemperatur

125 125

126 126

127 127

128 128

129 129

130 130

131 131

132 132

133 133

134 134

135 135

136 136

137 137

138 138

139 139

140 140

141 141

142 142 Dimensionering 1 bestäm ∆p min •Indata –Värmeöverföringsförmåga Ah W/mK –Personbelastning faktor f - –Personbelastning läge p m –Trapphushöjd h m –Högsta övertryck ∆p max Pa –Läckage q x m 3 /s vid ∆p x Pa –Utetemperatur och inloppsdito T o K

143 143 Dimensionering 2 bestäm ∆p min •Iterera beräkningsuttryck (3.1-12) ∆p min = ∆p max – dp pfx – dp T dp pfx personbelastning och läckage dp T trapphustemperatur •Kontroll med (4 7 ) testfall –7 parametrar och 4 värden per parameter

144 144

145 145 Dimensionering 3 bestäm ∆p min •Simulering med Excel (2.1-3) 7004 –givet tryckfall, läckage och värmeutbyte –givet ∆p(0) = ∆p max och T(0) –finn q(0) och A(h) som uppfyller –∆p min < ∆p(z) < ∆p max och 0 < q(z) –kontroll av beräkning mot Figur –ingen garanti

146 146 Test av trycksättningssätt •Tre personbelastningar 0.0, 0.5, 1.0 •Fem klimat 20, 8.9, -2.9, ºC •Fem trycksättningssätt –Reglerad öppning –Programstyrd öppning –Till/frånstyrd öppning –Anpassat läckage –Ingen öppning

147 147

148 148

149 149

150 150

151 151

152 152

153 153

154 154

155 155

156 156

157 157

158 158

159 159

160 160

161 161

162 162 Maximal trapphushöjd 1 •Tryckintervall (20,80) Pa •Termisk gradient 14 fall -0.5, -0.4, -0.3, , , 0.2, 0.3, 0.4,0.5, 1.0, 1.5 och 2.0 Pa/m •Maximal trapphushöjd utan flöde –120, 150, 200, 300, 600,∞, 600, 300, 200, 150, 120, 60, 40, 30 m •Läckage 0.02 m 3 /sm

163 163

164 164

165 165

166 166

167 167

168 168 Maximal trapphushöjd 2 •Funktion av termisk gradient Pa/m •Tryckreglerad fläkt nederst •Trycksättningsmetoder –temperatur-tillfrånstyrd taklucka –temperatur-reglerad taklucka –tryck-reglerad taklucka •Läckage 0.02 m 3 /sm

169 169

170 170

171 171

172 172 Sammanfattning fördelar •En sektion •En trycksättningsfläkt •Ett inflöde nederst – brandgasfritt? •En bättre genomluftning

173 173 Sammanfattning nackdelar •Kompakt trapphus •Större trycksättningsfläkt •Taklucka –temperatur-tillfrånstyrd –temperatur-styrd –tryck-reglerad •Ej mot hisslobby

174 174 Översikt trycksättning •Statisk trycksättning – utan och med sluss •Flödestrycksättning –ökat läckage –temperatur-till/frånstyrd öppning –temperatur-styrd öppning –tryck-reglerad öppning •Temperaturtrycksättning –innetemperatur lika med utetemperatur

175 175 Backspjäll för skydd mot brandgasspridning - utveckling och försök Trygg-Hansas Forskningsstiftelse E6/2004 TVIT--06/3004

176 176 Backspjäll ingen nyhet •Patenterat av Lars Thörnvall •Löpdagar och •Omfattande utformning •Dubbelfunktion – termiskt framspjäll •Fläktar i drift och ur drift

177 177

178 178

179 179

180 180

181 181 Backspjäll 25 år senare •KIBS – LTH –kombinerat injusterings- och backspjäll •Backspjäll RSK – Systemair •Backspjäll Basic – Hagab (godkänt) •Tilluftsdon Flipper – Acticon •Tilluftsdon IDCC – Lindinvent •Tilluftstextildon – ACP

182 182

183 183 Backspjäll KIBS •Enkelt självstängande cirkulärt lock –ytterdiameter 120 mm –håldiameter 100 mm –överlapp 10 mm •Placering i anslutningslåda för tilluftsdon •Endast lodrät placering av lock •Inspektion genom bortagande av don •Injustering genom begränsad lockvinkel

184 184

185 185

186 186 Tryckfall/flödessamband > •Normal drift framriktningen •Öppningsvinkelα •Förvinkelβ –positiv förvinkel för säker stängning

187 187 Tryckfall/flödessamband > •Tryckfall ∆p som för fri utströmning med hastigheten v för flödet q genom arean A ∆p = ρv 2 /2 = ρ (q/A) 2 /2 = b q 2 A = C 2π r 2 sin(α) b = ρ / 2 A 2 C = kontraktion (0,1) sin(α) < 1 α < 30 º

188 188

189 189 Normal drift •Största spalthöjd 4, 5, 6, 7, 8 mm •Mätt spjälltryckfall = f ( mätt flöde ) •Beräknat spjälltryckfall = f ( mätt spjälltryckfall ) •Anpassad kontraktion C = i (4.1)

190 190

191 191

192 192 Tryckfall/flödessamband < •Ringformat spalt med laminär strömning –Reynolds tal Re = v d / ν > 2000 –Spalthöjd 0.15 mm => d = 0.30 mm –Kinematisk viskositet v = m/s 2 –Hastighet v > 100 m/s –Spalttryckfall > dynamiskt tryck 6000 Pa •Slutsats alltid laminärt

193 193 Tryckfall/flödessamband < ∆p = 12 μ l v / s 2 (Pa)(3.2) ∆ptryckfall, Pa μdynamisk viskositet, kg/ms lspaltlängd, m vhastighet, m/s sspalthöjd, m

194 194 Tryckfall/flödessamband < q = s v = ∆p s 3 / 12 μ l (m 3 /sm)(3.5) qflöde 1 m spalt, m 3 /sm •Notera att q ~ ∆p •Notera att q ~ s 3 •Notera att q ~ l -1

195 195 Specifikt läckage vid 1000 Pa •Tillämpning på KIBS –spaltlängd 10 mm och spalthöjd 0.1 mm –q = m 3 /smenligt (3.5) –lock/inlopp/medeldiameter 120/100/110 mm –spaltbredd/medelomkrets 345 mm –q = m 3 /s = 0.16 l/s –q = 21 l/sm 2

196 196 Specifikt läckage vid 1000 Pa •Täthetsklass 1750 l/sm 2 •Täthetsklass 2150 l/sm 2 •Täthetsklass 3 30 l/sm 2 •Täthetsklass 4 6 l/sm 2 •Slutsats 0.1 mm spalt klarar täthetsklass 3

197 197 Täthet för backspjällsfunktion 1 •Mätningar med varierande spalthöjd –s min minsta spalthöjd, m –s max största spalthöjd, m –s = (1+3a 2 /2) 1/3 s medel (m)(3.3) –a = (s max -s min )/(s max +s min ) (-)(3.4) –s min = 0 => a = 1 •Korrektion av (3.5) q = 2.5 ∆p s medel 3 / 12 μ l(m 3 /sm)

198 198 Täthet för backspjällsfunktion 2 •Största spalthöjd med vanliga bladmått –Distans 0.05(0.05)0.30 mm •Specifikt läckflöde = f ( läcktryckfall ) •Specifikt läckflöde = f ( distans )

199 199

200 200

201 201 KIBS - LTH •Endast en prototyp •Risk för skrammel –vid varierande tryck –vid injusteringsläge •Bra täthet vid normal temperatur •Osäker täthet vid hög temperatur –termisk deformation/spänningar

202 202

203 203 Backspjäll RSK - Systemair •För rund kanal och godtycklig orientering •Galvaniserad plåt •Två fjäderbelastade lameller •Högt tryckfall storlek tryckfall Pa •Läckagelängd = omkrets + diameter

204 204

205 205 Backspjäll Basic - Hagab •Typgodkänt •Placeras i tilluftskanal –Två koncentriska textilrör i olika material –Ett tätande och ett värmetåligt –Ett grovt galler uppströms textilrören •Vid backströmning –Textilrören kollapsar och tätar mot gallret

206 206

207 207

208 208 Tilluftdonet Flipper - Acticon •Läckarea 500 mm 2 för donstorlek 12 •Mätvärden –tryckfall 1000 Pa –flöde m 3 /s –läckarea 370 mm 2 –specifikt läckage 1222 l/sm 2 –täthetsklass l/sm 2 •Slutsats faktor 10 fattas täthetsklass 2

209 209

210 210 Tilluftdonet IDCC - Lindinvent •Inblåsning via sex djupa ringspalter •Anslutningstorlek 16 –Mätt läckflöde < 1 l/s vid 100 Pa –Specifikt läckflöde < 500 l/sm 2 •Anslutningstorlek 25 –Mätt läckflöde < 2 l/s vid 100 Pa –Specifikt läckflöde < 400 l/sm 2 •Slutsats donen uppfyller täthetsklass 1

211 211 Utdrag ur Tabell 9.1 •produktfallmåttl/sm 2 klass •KIBS beräknat0.2 mm53 > 2 •KIBS mätt0.2 mm74 > 2 •RSKberäknat0.2 mm519 > 1 •Basic mätt-92 > 2 •Flippermätt-1222 < 1 •IDCCberäknat0.2 mm112 > 2

212 212 Slutsatser •Kod tryckfall läckage brand temperatur •KIBS ingen färdig produkt55?? •Backspjäll RSK – Systemair12?? •Backström. Basic – Hagab4555 •Tilluftsdonet Flipper – Acticon5133 •Tilluftsdonet IDCC – Lindinvent5322

213 213 Vilka krav skall gälla? •När skydd mot brandgasspridning? •I början av branden? •Under 60 min? •Under hela brandförloppet? •Hur sker provning idag? •När kan brandförsvaret vara på plats?

214 214

215 215

216 216 Varför heter det brandgas-…? •Förr hette det rök-… jämför med –rökspridningbrandgasspridning –rökdykarebrandgasdykare –rökdetektorbrandgasdetektor –rökvarnarebrandgasvarnare •Lättare skilja på –brand och rök –än brand och brandgas

217 217 Textildon som backspjäll - teori och mätresultat TVIT--07/7013

218 218

219 219

220 220 Tryckfall/flödessamband textilduk •Samband∆p = a q b •Duk/material 5a= b=1.136 •Duk/material 6a= b=1.072

221 221 Tryckfall/flödessamband <> •Cylindriskt don diameter d och längd nd •Flödet proportionellt mot aktiv textilduk •Ideal backareaA < = πd 2 /4 •Normal framareaA > = πnd 2 + πd 2 /4 •Ideal areakvotA > / A < = 4n+1 •Rimlig areakvotA > / A < = 2n

222 222 Tryckfall/flödessamband > •Don 010 med duk/material 5 –nominellt tryckfall 88 Pa –nominellt flöde 20 l/s •Don 030 med duk/material 6 –nominellt tryckfall 45 Pa –nominellt flöde 20 l/s

223 223

224 224

225 225

226 226 Textildukens egenskaper 1 •Krökningsradie r för tryckskillnad ∆p r = (EI/2∆p) 1/3 (m)(2.5) •Nerböjning z för längd x och last Q = mxg z = 5 Q x 3 / 384 EI(m)(2.6)

227 227 Textildukens egenskaper 2 •Eulers fjärde knäckfall F 4 = 4 π 2 EI / l 2 (N)(2.7) •Bucklingstryck fast inspänd halvcylinder ∆p = 32 EI / d 3 (Pa)(2.8) •Resultat ∆p < 5 Pad = 0.1 m

228 228 Textildukens egenskaper 3 •Bucklingstryck fri halvcylinder ∆p = 4 EI / d 3 (Pa)(2.9) •Resultat ∆p < 1 Pad = 0.1 m

229 229

230 230

231 231

232 232 Okulära observationer < •< 5 Pa • textildonet trycks samman som ett oregelbundet Y •100 Pa •aktiv dukyta sammanpressas •200 Pa •passiv dukyta sammanpressas donet lyfter 20 mm •400 Pa •donet lyfter ytterligare 20 mm

233 233 Tryckfall/flödessamband ) •Flöde vid tryckskillnad 250 Pa •Don •Duk 5 6 •Backflöde med p.d l/s 4 8 •Backflöde utan p.d l/s 810 •Framflöde l/s5070

234 234 Sammanfattning - Textildon •Otillräcklig täthet i backriktningen –orsakad av textildukens styvhet •Brandtålighet? –textilduken smälter •Temperaturtålighet? –textilduken smälter •Lämplig placering som golvdon –lägre temperatur

235 235 Brandgasspridning mellan flerrumsbrandceller TVIT--06/7007

236 236 Synpunkt - Brandcell •En brandcell kan vara –ett enda rum –ett hotellrum –en lägenhet –ett våningsplan –en kontorsavdelning med flera cellkontor –en skolbyggnad med flera klassrum –en sjukvårdsavdelning med flera patientrum –en fångvårdsavdelning med flera celler

237 237 Synpunkt - Brandcell •Fläktar i drift •Är brandgasspridning möjlig från en brandcell till en annan brandcell? •Ja. Om brandcellen består av ett rum • Nej. Om brandcellen består av flera väl avgränsade rum/lokaler och om kanalsystem sektioneras brandcellsvis

238 238

239 239 Tumregel ? •F-system med flera brandceller •Varje brandcell bestående av flera rum •Stängda rumsdörrar •Varje brandcell har ett lokalt kanalsystem •Lämpligt kanalbrandflöde från brandrum?

240 240 Analys gränsfall av F-system •Brandcell med n rum med flöde q och frånluftsgrentryckfall ∆p •Inget frånluftflöde från annan brandcell •Brandkanalflödet är ersätter egen och annan brandcells flöde 2nq •Brandtryck p b = ∆p (2n) 2

241 241

242 242

243 243

244 244

245 245

246 246

247 247 Jämförelse metod 1 och 2 •Metod 2 ger högre brandtryck •Metod 2 ger högre brandflöde •Om ∆p s = 0 blir metod 1 = 2

248 248 Exempel 1 – Metod 1 •Två brandceller med fyra lika rum var •Frånluftsflöde 30 l/s •Fasadtryckfall 10 Pa •Grentryckfall 80 Pa •Brandtryck enligt (2.1) p b = = 5120 Pa •Brandflöde enligt (2.2) q b = (1+(80/120) 0.5 ) = 919 l/s

249 249 Exempel 2 – Metod 2 •Som exempel 1 •Stamkanaltryckfall ∆p s = 10 Pa vid 120 l/s •Beräkning enligt (2.3-8) •Brandtryck p b = 8040 l/s Brandflöde q b = 1151 l/s

250 250 Exempel 3 – öppna dörrar •Tumregel för enrumsbrandcell •Ventilationsflöde120 l/sfyra rum i ett •Brandkanalflöde240 l/sdubbla •Brandtryck320 Pafyrdubbla •Brandfasadflöde679 l/s 120(320/10) 0.5 •Brandflöde919 l/s •Samma brandflöde som för metod 1

251 251

252 252 Tumregel ? •FT-system •Flera brandceller •Varje brandcell bestående av flera rum •Stängda rumsdörrar •Varje brandcell har ett lokalt kanalsystem för tilluft och för frånluft •Lämpligt kanalbrandflöde från rum ?

253 253 Analys gränsfall av FT-system •Brandcell med n rum med flöde q och tilluftsgrentryckfall ∆p •Inget tilluftflöde till utsatt brandcell •Brandkanalflödet är ersätter och är lika med övriga rums tilluftsflöde (n-1)q •Brandtryck p b = ∆p + ∆p (n-1) 2

254 254

255 255

256 256

257 257

258 258

259 259

260 260 Jämförelse metod 1 och 2 •Metod 1 ger högre brandtryck •Metod 1 ger högre brandflöde •Metod 2 ordentligare

261 261 Exempel 1 – Metod 1 •Två brandceller med åtta lika rum var •Inget läckage •Ventilationsflöde 40 l/s •Tilluftsgrentryckfall 150 Pa •Frånluftsgrentryckfall 50 Pa •Brandtryck enligt (3.2)7500 Pa •Brandflöde enligt (3.1, 3-4) 772 l/s

262 262 Exempel 2 – Metod 2 •Som exempel 1 •Beräkning enligt (3.5-9) ger •Brandtryck 5152 Pa •Brandflöde 640 l/s

263 263 Exempel 3 – öppna dörrar •Tumregel för enrumsbrandcell •Brandtryck = Tilluftsgrentryckfall ∆p t = 150 Pa •Brandflöde = faktor ∙ ventilationsflöde = (1+∆p t / ∆p f ) 0.5 q n = (1+150 / 50 ) = 640 l/s •Samma brandflöde som för metod 2

264 264 Brandgasspridning mellan flerrums- brandceller kräver höga brandtryck •F-system brandtryckp b = 4n 2 ∆p f • > 5000 Pa om ∆p f > 50 Pa och minst 5 rum •FT-system brandtryckp b = (n 2 -2n+2) ∆p t • > 5000 Pa om ∆p t > 100 Pa och med minst 8 rum •Orimliga brandtryck? •sprängning ytteryta – tryckavlastat •sprängning inneryta – enrumsbrandcell?

265 265 Rättelse av tvärströmning •Fel i TVIT—06/3003 sidan 93 –Figur 4.5 överskattning en faktor 4/5 lägre –Figur 4.6 överskattning en faktor 2/3 lägre –programfel med /(n-1) 0.5 mot /(n-1) 2 •TVIT—07/7018?

266 266 Tvärströmning - Ventilationsfall •Stoppade fläktar –utluftning med eller utan förbigångar •FT-system konverterat till F-system –med fläktar i drift •F-system –med fläktar i drift –flera stammar per brandcell/lägenhet

267 267 Tvärströmning - Byggnadsfall •Inget läckage – FT-system och bergrumsanläggning •Något läckage – FT-system •Mer läckage – F-system •Mycket mer läckage – FT-system och öppna fönster

268 268 Undersökningsfall •FT-system –stoppade fläktar eller konverterat –fördelningslåda och samlingslåda –kvadratiska tryckförluster •Byggnad –inget läckage –ett brandrum –övriga rum som ett rum

269 269

270 270

271 271 Isodiagram för tvärflöde •Exakt beräkning •Antal rum/lokaler/plan n=5 eller 20 •Tryckfallskvot tilluft/uteluft ∆p t / ∆p u = 0.2 eller 5 •Tryckfallskvot tilluft/frånluftx = ∆p t / ∆p f •Tryckfallskvot uteluft/avlufty = ∆p u / ∆p a •Isointervall 0.02 och kvotintervall (0.5,2.0)

272 272

273 273

274 274

275 275

276 276 Tvärströmning - Förenklingar •Som för exakt beräkning •+ Kortslutning mellan tilluft och frånluft •Försumbart tryckfall om litet tvärflöde

277 277 Olinjär skattning tvärflöde •Ansätt brandflöde 1 •Brandflöde tilluft g(baklänges) •Brandflöde frånluft1-g •Brandflöde utelufta(baklänges) •Brandflöde avluft1-a •Tvärflödeg-a(till > från)

278 278

279 279 Uppdelning brandflöde g och 1-g •Tryckfall tilluftsgren∆p t •Tryckfall frånluftsgren∆p f •Samma tryckfall vid uppdelning •Lika tryck i samlings- och fördelningslåda ∆p t g 2 = ∆p f (1 - g) 2 g = 1 / [ 1 + (∆p f / ∆p t ) 0.5 ]

280 280 Uppdelning brandflöde a och 1-a •Tryckfall uteluftsgren∆p u •Tryckfall avluftsgren∆p a •Samma tryckfall vid uppdelning •Lika tryck i samlings- och fördelningslåda ∆p u a 2 = ∆p a (1 - a) 2 a = 1 / [ 1 + (∆p a / ∆p u ) 0.5 ]

281 281 Tvärflöde t = g - a t = g – a t = 1 / [ 1 + f ft 0.5 ] - 1 / [ 1 + f au 0.5 ] f ft = ∆p f / ∆p t f au = ∆p a / ∆p u

282 282 Inget tvärflöde •Om g = a •Om f ft = f au •Om ∆p f / ∆p t = ∆p a / ∆p u •Om symmetri

283 283 Linjär skattning tvärflöde •Symmetrikvot ∆p t ∆p a / ∆p f ∆p u = y / x = 1 + e •För små e gäller t = g – a = e / 8 •Alternativt t = ( y / x – 1 ) / 8

284 284 Jämförelse med skattningar •Antal rum/lokaler/plan n = 20 •Tryckfallskvot tilluft/uteluft ∆p t / ∆p u = 0.2 •Exakt beräkning •Olinjär skattning •Linjär skattning

285 285

286 286

287 287

288 288 Slutsats •SymmetriIngen tvärströmning •AsymmetriMindre tvärströmning •Tvärströmning kan skattas bra •Stort läckage och utluftning utan fläkt •ingen tvärströmning utan stor utströmning •Stort läckage och utluftning med fläkt •både F-system och konverterat FT-system •ingen tvärströmning

289 289 PFS och brandgasspridning TVIT—07/7009 •Allmänt om PFS •Några PFS-nyheter •FT-system •Trycksättning av trapphus

290 290 Allmänt om PFS •Godtyckliga problem •Godtyckliga system/media •Godtycklig struktur •Grafisk principskiss –grafiken beskriver flödesvägar –anslutna texter beskriver egenskaper –komponentdefinition på en rad •Inte CAD

291 291 Textelement 0

292 292 Textelement 1 •En typbokstav anger elementtyp •Ledning diameter 100 mm längd 20 m d,100,20 •Förkortning 10 för luftkanal 100 mm set 10=d,100 10,20

293 293 Textelement 2 grafikdito •Engångsförlust fri utströmninge,1 •Böj 90 º b,90 •Grenstycke

294 294 Textelement 3 •Tryckändringh,värde •Referenstryckp,värde •Flödeq,värde •Hastighetv,värde •Motstånd med 100 Pa vid 4 m 3 /s ∆p~q 1 l,100,4 ∆p~q 2 t,100,4 ∆p~q n g,100,4,n

295 295 Textelement 4 •Nivåskillnadselement z,33 m enligt teckenkonvention •Yttre densitet denz denz=0utgångsvärde denz=1.2motsvarar 20 ºC •Självdragsventilation eller termik z,33 m termisk nivåskillnad tidigare två element z och h

296 296 Textelement 5 Definition av fläkt fan FF ∆p 1 :q 1 (n) fan FF ∆p 1 :q 1 ∆p 2 :q 2 (n) fan FF ∆p 1 :q 1 ∆p 2 :q 2 ∆p 3 :q 3 (n) Beräkningssamband densitetsberoende ∆p = (ρ /ρ n ) f(q)

297 297

298 298 Textelement 6 •Knutpunkter –fri placering –parameterstyrda knutpunkter#,nr –autonumrering# –tre siffror med symmetrisk enkelram –tre siffror med symmetrisk placering i ledning, ledningsslut, böj och grenstycke lämpligt

299 299

300 300 Utskrifter - textelement :htryckändring Pa :Rtryckfall Pa/m :qflöde m 3 /s :vhastighet m/s :tsdtotalt, statiskt och dynamiskt tryck Pa :mmassflöde kg/s :rdensitet kg/m 3 :Ttemperatur ºC :oelementutlopp :

301 301 Modifierat utskriftsformat •format – 1(förr) –4 sort under värde och 7 tecken för värde –2 decimaler för tryck och 1 decimal för flöde •format o 2 s 7 h 2 q 1(nu) –o 0 ingen sort o 1 en rad o 2 två rader –s 7 tecken per värde –h 2 två decimaler för tryck –q 1 en decimal för flöde

302 302 Ett omöjligt problem 1 •Utluftning samlings- eller fördelningslåda •Övertryck låda∆p l Pa •Termisk gradient∆p T Pa/m •Nerträngningsdjupz n = ∆p l / ∆p T m •Vertikal kanallängdz k m •Ingen strömning omz k > z n fel •Nerströmning omz k < z n ok

303 303 Ett omöjligt problem 2 •Lådövertryck 9 Pa ute 20 ºC låda 313 ºC •Termik 6 Pa/m •Nerträngningsdjup 1.5 m (9 Pa / 6 Pa/m) •Lösning –flöden med låg hastighet avkyls –den termiska stigkraften avtar –inför hastighetsgränsen vzlim –inför avkylningsdensiteten deni

304 304

305 305

306 306

307 307 Ett omöjligt problem 3 •Tidigare lösningsmetodik –Koppla bort alla övriga stigare –Beräkna –Kontrollera övertryck –Bestäm nerträngningsdjup –Koppla in stigare med mindre vertikal längd

308 308 Flera lösningar problem •Hävertverkan hos z-element beror på startflöden •Exempel –vertikal sträcka 1 m –övertryck 3 Pa överst och 20 ºC –nolltryck 0 Pa underst och 313 ºC –nerströmning utan termik 0 Pa/m –uppströmning med termik 6 Pa/m

309 309

310 310 Tvåstegsberäkning 1 •Störningsberäkning av ett flödessystem •Kräver ett dimensionerat och injusterat flödesystem med önskade flöden •Därefter genomförs störningsberäkningen •Förr två PFS-beräkningar med omfattande editering emellan •Nu som en tvåstegs PFS-beräkning

311 311 Tvåstegsberäkning 2 •Två variabelvärden kan anges –flödeq,q 1,q 2 –tryckskillnadh,h 1,h 2 –temperaturT,T 1,T 2 •Variabelvärden kan också vara –fritt parameter värdefpv –fixt (injusterade) värdefix

312 312 Tvåstegsberäkning 3 •Injusterat luftdon med två element q,q värde,fpv don,fpv,fix •Injusterat luftdon med ett element t?q värde

313 313 Tvåstegsberäkning 4 •Injusterad fläkt FF,fpv,fix •Injusterad fläkt med forcering FF,fpv,max •Injusterad fläkt med stopp FF,fpv,0

314 314 Tvåstegsberäkning 5 •Brandflödeq,0,värde •Brandtryckh,fpv,fpvh? •BrandtemperaturT,20,värde

315 315 Tvåstegsberäkning 6 •Omslagselement o set-satssteg 1steg 2 aon=o,0,0öppetöppet non=o,0,1öppetstängt noff=o,1,0stängtöppet aoff=o,1,1stängtstängt a=alltid n=normal o=off 0=falsk 1=sann

316 316 Tvåstegsberäkning 7 •Läckande brandgasspjäll o,∆p 1,∆p 2,q ∆p 1 tryckfall steg 1 öppet ∆p 2 tryckfall steg 2 stängt qsamhörande flöde

317 317 Tabellerade beräkningar - storlek •Antal steg eller beräkningar100 •Antal indata eller parametrar 20 •Parameterkombinationer möjligt •Antal utdata eller resultat100 •Export till textfil

318 318 Tabellerade beräkningar - princip table program a program b status result begin h,aq,b:qw end

319 319 Tabellerade beräkningar - indata •programgodtycklig talföljd •decgramgodtycklig entalsföljd •lingramlinjär talföljd •geogramgeometrisk talföljd •loggram talföljd •recgramrektangelfördelad talföljd •norgramnormalfördelad talföljd

320 320 Programfunktion pergram 1 •Begränsar kombinationsfall •Exempel fem fall för p2, p3 och p4 – alla 0, en 2 och övriga 0 och alla 1 •Kombineras med fyra fall för p1 – •Antal kombinationer –önskade 5×4 = 20 –möjliga 3×3×3×4 = 108

321 321 Programfunktion pergram 2 table pregram p pregram p program p program p

322 322 Tabellerade beräkningar - utdata •Alla utskrifter med :w kan skrivas ut •resulttar nästa utskrift •result# tar önskad utskrift •resultuttryckgodtycklig beräkning mellanpro(?)program-variabel res(?)resultat-variabel com(?)computesats-variabel

323 323 Arbetsmetodik 1 •Börja med små flödessystem •Testa, undersök och förstå •Bedöm antal element och obekanta •Använd moduler om möjligt och bygg ut •Förenkla vissa delar •Kontrollera resultatet

324 324 Arbetsmetodik 2 •Kontrollera end-raden –antal systemskall troligen vara 1 –antal element=< 1000 –antal felskall vara noll –antal observationerskall helst vara noll •Kontroll alla fel och observationer –inte bara första visade fel –använd Table-fönstret för översikt

325 325 Arbetsmetodik 3 •Kontroll med State-funktionen –antal ekvationer=< 100 –antal iterationer< 100 helst < 10 •Kontroll flödesriktningar –använd Flow-fönstret –använd Video-fönstret –kan visa fel inom till synes samma ledningssträcka

326 326 Vanliga fel 1 •Teckenkonventionen –postivt åt höger och neråt> –negativt åt vänster och uppåt< –exempel z,-3 vettigt på vertikal ledning –exempel don=t?30 finns inkopplat godtyckligt –bättre med dop=t?30 och don=t?-30

327 327 Vanliga fel 2 •Sortbyte mellan l/s och m 3 /s •Decimalpunkt inte decimalkomma –d,41.8,1010 m standardrör ansl 40 –d,41,8,1010 m 41×8 mm –t, Pa tryckfall vid 1 m 3 /s –t,1,501 Pa tryckfall vid 50 m 3 /s –t,1,50,1ger felutskrift

328 328 Vanliga fel 3 •Regel för varje ledningssträcka/kedja •ett fritt flöde eller en fri parameter normalt •ingetdera måste kompenseras med bådadera •Regel för varje knutpunkt •ett fritt flöde •x flows y parameters < z equations •för få fria flöden eller parametrar •x flows y parameters > z equations •för många fria flöden eller parametrar

329 329 Ingen lösning 1 •Max iterations eller Search error –Kontroll av alla fel och konvergensförlopp •table=12 och Table-fönstret –Ändra på testgränser •ekvationsfel avser tryckslingor = 0 •rsaee = summa absoluta ekvationsfel / summa alla absoluta tryckändingar (-) •maee = 0 medel absolut ekvationsfel (trycksort) •msee = 0 medel kvadrat ekvationsfel (trycksort)

330 330 Ingen lösning 2 •Åtgärd sätt bra startflöden –totalflödet räcker för ett grenat flödesystem –kolla startflöden med itmax=0 –trix=3 (tvåsteg) ger startflöde = normalflöde –stigande och fallande fläktkurva startproblem •åtgärd startflöden •åtgärd alltid fallande kurva

331 331

332 332

333 333

334 334

335 335

336 336 Ingen lösning 3 •Derivationssteg dx är flödessortberoende dx = dxg×dx + ( 1 – dxg )×dxf dxs = 0.5startvärde dxf = 0.001slutvärde dxg = 0.5faktor •Skillnad på 0.5 m 3 /s och 0.5 l/s

337 337 Ingen lösning 4 •Inflöde utan definierad temperatur •Återcirkulation och temperatur –shuntgrupp värme eller kyla –kan inträffa under lösningsiterationer •Dubbelströmning och temperatur –mellan två lokaler –udda fall

338 338 Brandgasspridning - gränsfallet •Numeriskt svår beräkningq BGS = 0 –Kan var omöjligt fall med ejektorverkan •Alternativ 1 prova olikaq BGS < 0 •Alternativ 2 prova olikaq BGS > 0 •Alternativ 3 prova olika brandtryck p b –Blir brandflödet q b rimligt? Vad blir q BGS ? •Alternativ 4 prova olika brandflöde q b –Blir brandtrycket p b rimligt? Vad blir q BGS ?

339 339 FT-system •Samma FT-system med olika åtgärder –Fläktar i drift –Utluftning med stoppade fläktar –Brandgasfläkt med stoppade fläktar –Tryckavlastning med fläktar i drift –Backspjäll med fläktar i drift –Brandgasspjäll med fläktar i drift

340 340 Trycksättning av trapphus •Utan hisshall •Med hisshall

341 341 Revision av PFS •Revidering av arbetsbänken pfs.exe •Lösaren sfs.dll nerladdningsbar • katalog nerladdningsbar •Lägga ut lista på kända fel för pfs och sfs •Finns det andra fel? •Finns förslag på förbättringar? •eposta in fel och förslag

342 342 PFS kurs? •Allmänt inriktad? •Ventilation och brandinriktad? •Trycksättningsinriktad? •Sprinklerinriktad? •Företagsinriktad?

343 343 Funktionskrav mot brandgasspridning TVIT—07/7010

344 344 Brandgasspridning - åtgärder •Separata ventilationsaggregat •Tryckavlastning •Brandgasspjäll •Fläktar i drift där brandgasspridning –bör förhindras för lokaler med sovande –bör förhindras för utrymningsväg –avsevärt försvåras för övrigt

345 345 Fläktar i drift i dagens BBR •Bör förhindra brandgasspridning –onödigt hårt krav eftersom annan brandgasspridning tillåts •Avsevärt försvåra brandgasspridning –kvantitativt mycket oklart –en halvering kan fortfarande vara farligt –ingen åtgärd alls kan vara ofarligt

346 346 Spridd förorening •Föroreningskoncentrationc b (?) •BrandrumsvolymV (m 3 ) •Brandvolymandels V (-) •Kall volym som spridss V V (m 3 ) •Spridningsandel tillufts t (-) •Spridd föroreningsvolym s t s V V c b (m 3 ?)

347 347 Startkoncentration 1 •Momentan spridning till volymenV s (m 3 ) •Vilken föroreningskoncentrationc s (?) •V s c s = s t s V V c b (m 3 ?) •c s = s t s V V c b / V s (?)

348 348 Tidsförlopp •Utsatt lokals –volym V s (m 3 ) –ventilationsflöde q s (m 3 /s) –luftomsättningstidT s (s) •T s = V s /q s (s) •Föroreningstidsförlopp c(t) c(t) = c s exp( - t / T s )(?)

349 349

350 350

351 351

352 352

353 353 Dos 1 •Dosen C s för oändlig tid C s = c s T s = c s V s /q s (?s) C s = s t s V V c b / q s (?s)

354 354 Dos 2 •Dosen C s för exponeringstiden T e C s (T e ) = s e C s = s e s t s V V c b / q s (?s) s e = 1 – exp( - T e / T s ) (-)

355 355 Startkoncentration 2 •Spridning till volymen V s (m 3 ) under t (s) •c s = s s s t s V V c b / V s (?) •s s = ( 1 – exp( -t/T s )T s /t(-) •s s = 1om t = 0

356 356

357 357 Dimensioneringskrav ? •Säkerhetskrav för dos C krav C krav > s e s t s V V c b / q s (?s) •Säkerhetskrav för nivå c krav c krav > s s s t s V V c b / V s (?)

358 358 Spridningsandel 1 •Från ett brandrum till: –yttre omgivningen genom fasad –inre omgivningen genom innerväggar –frånluftskanalsystemet –tilluftskanalsystemet •Fyra spridningsvägar

359 359 Spridningsandel 2 •Alla omgivande tryck lika (överskattning) •Flödena ~ läckareorna •Spridningsandel tilluft s t = tilluftsarean / summaarean • s t = A t / ( A t + A f + A i + A y )(-)

360 360 Korrektion spridningsandel 1 •Spridningsandelen s t överskattas utan hänsyn till olika omgivande tryck •Övertryck i tilluftssystemet+∆p •Undertryck i frånluftssystemet- ∆p •Läckagetryckfallets flödesexponent n (1,2)

361 361 Korrektion spridningsandel 2 •Tilluftsläckareaa •Frånluftsläckareaa •Övrig läckarea1 - 2a •Total läckarea1

362 362 Korrektion spridningsandel 3 •Inför relativt brandtryckp = p b /∆p > 1 •Läckflöde till T-systemq t ~ a(p-1) 0.5 •Läckflöde till F-systemq f ~ a(p+1) 0.5 •Läckflöde till omgivningq x ~ (1-2a)p 1/n

363 363 Korrektion spridningsandel 4 •Brandflödet och totalflödet ges av q b ~ a(p-1) a(p+1) (1-2a)p 1/n •Rätt spridningsandel s tp blir s tp = q t / q b

364 364

365 365

366 366

367 367 Spridningsandel s t •s t = A t / ( A t + A f + A i + A y )(-) •A t läckarea till T-system, m 2 •A f läckarea till F-system, m 2 •A i läckarea till inre omgivningen, m 2 •A y läckarea till yttre omgivningen, m 2

368 368 Don-flöde, -area och -tryckfall •q don ~ A don ∆p don 0.5 •Tilluft 200 Pa och frånluft 50 Pa ger –A t = A f / 2 –s t = s f / 2 •Variabelt don A don ~ ∆p don –brandtryck ökar frånluftsdonflöde –brandtryck minskar tilluftsdonflöde

369 369 Exponeringsandel s e s e = 1 – exp( - T e / T s )(-) T e exponeringstid, s T s luftomsättningstid, s s e = 1oändlig exponering

370 370

371 371 Brandvolymandel s V •s V = T n / T s - T n / T b (-) •T n normaltemperatur, K •T s startspridningstemperatur, K •T b slutspridningstemperatur, K

372 372

373 373 Dos C krav > C s = s e s t s V V c b / q s •Ventilationsflödet q s har betydelse •Volymen V s är betydelselös – om oändlig exponering •Om V s fördubblas –halveras startkoncentrationen c s –dubbleras luftomsättningstiden T s –oförändrad dos T s c s

374 374 Nivå c krav > c s = s s s t s V V c b / V s •Volymen V s har betydelse •Korrektion för spridningstid med s s •Om spridning sker under kort tid har ventilationsflödet q s ingen betydelse

375 375 Sot p krav > p s = s s s t s V V p b / V s •Sothalt helt analogt med gashalt •Sothalt i brandrump b •Sothalt i utsatt rump s •Gräns för sothaltp krav

376 376 Sikt x krav < x s = x b V s / s s s t s V V •Siktavstånd i brandrumx b •Siktavstånd i utsatt rumx s •Minsta siktavståndx krav •För en given siktförsämring gäller p b x b = p s x s x s = x b p b / p s x s = x b c b / c s

377 377 Beräkningssamband •Enkla •Snarlika •Oberoende av brandtryck (överskattning) •Omblandande ventilation sämsta fallet

378 378 Dödlig CO-dos? •Som dödlig dos anges ppm min = ppm CO i 1 min = ppm CO i 1 s = 1.8 CO i 1 s = 1 CO i 1.8 s •C †CO = 1.8 CO s

379 379 Basfall 1 •Fördelningslåda för tio hotellrum •Rumsflöde 0.02 m 3 /s volym V = 72 m 3 •Läckarea A iy = 48 cm 2 •Tilluftsdonarea A t = 16 cm 2 •Frånluftsdonarea A f = 16 cm 2 •Medelbrand CO-halt c b = 0.03 CO •Temperaturer T n = T s = 300 K T b = 600 K

380 380 Basfall 2 •Exponeringdossandels e = 1 •Spridningsandel tilluft s t = 0.2 •Spridningsandel volyms V = 0.5 •Brandrumsvolym V = 72 m 3 •Spridd koncentration c b = 0.03 CO •Mottagande flöde q s = 0.18 m 3 /s •Mottagande volymV s = 648 m 3

381 381 Basfall 3 •Beräknad CO-dos C s = s e s t s v V c / q s C s = 1.0 ∙ 0.2 ∙ 0.5 ∙ 72 ∙ 0.03 / 0.18 COs C s = 1.2 COs •Beräknad CO-nivå c s = s s s t s v V c / V s c s = 1.0 ∙ 0.2 ∙ 0.5 ∙ 72 ∙ 0.03 / 648 CO c s = CO = 333 ppmCO

382 382 Fall 1 Återluft •Återluft på grund av läckage 0.2 •Bruttoflöde q s = m 3 /s •Nettoflöde q s = m 3 /s •Beräknad CO-dos C s = 1.5 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 333 ppmCO

383 383 Fall 2 Underluft •Underluft till korridor med 80 cm 2 •Rummets läckarea fördubblas till 160 cm 2 •Ändrat s t = 16/( ) = •Beräknad CO-dos C s = 0.6 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 167 ppmCO

384 384 Fall 3 Nervarvad ventilation •Endast ventilationsflödet ändras •Olika areor ändras inte •Ändrat q s = 0.09 m 3 /s •Beräknad CO-dos C s = 2.4 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 333 ppmCO

385 385 Fall 4 Nerstrypt ventilation •Ventilationsflöde och donareor halveras •Ändrat s t = 8/(8+8+48) = •Ändrat q s = 0.09 m 3 /s •Beräknad CO-dos C s = 1.5 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 208 ppmCO

386 386 Fall 5 Kort uppehållstid •Kort uppehållstid 30 min •Luftomsättningstid 60 min •Ändrat s e = 1 – e -30/60 = 0.4 – •Beräknad CO-dos C s = 0.48 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 333 ppmCO

387 387 Fall 6 Variabelt tilluftsdon •Tilluftsdon med 556 mm 2 läckarea •Ändrat s t = 5.56/( ) = •Beräknad CO-dos C s = 0.48 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 133 ppmCO

388 388 Fall 7 Variabelt frånluftsdon •Frånluftsdonarea ökar till 64 cm 2 •Ändrat s t = 16/( ) = – •Beräknad CO-dos C s = 0.75 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 208 ppmCO

389 389 Fall 8 Forcerad ventilation •Ventilationsflödet ökas en faktor 1.5 •Effektbehovet ökar en faktor (1.5 3 ) •Ändrat q s = 0.27 m 3 /s •Beräknad CO-dos C s = 0.8 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 333 ppmCO

390 390 Fall 9 Ändrade dontryckfall •Tilluftsdon från 90 Pa till 360 Pa - 8 cm 2 •Frånluftsdon från 90 Pa till 40 Pa - 24 cm 2 •Ändrat s t = 8/( ) = •Beräknad CO-dos C s = 0.6 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 167 ppmCO

391 391 Fall 10 Tryckavlastning •Tryckavlastning med arean 720 cm 2 •Ändrat s t = 16/( ) = •Beräknad CO-dos C s = 0.12 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 33 ppmCO

392 392 Fall 11 Sprinkler 1 •Brandtemperaturen begränsas till 400 K •Start- och normaltemperatur 300 K •Ändrat s V = 300/300 – 300/400 = •Beräknad CO-dos C s = 0.6 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 167 ppmCO

393 393 Fall 12 Sprinkler 2 •Normaltemperatur, starttemperatur och brandtemperatur 300 K, 400 K och 500 K •Ändrat s V = 300/400 – 300/500 = 0.15 – •Ändrad CO-medelnivå c = 0.05 CO •Beräknad CO-dos C s = 0.6 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 167 ppmCO

394 394 Fall 13 Luftläckage till annat rum 1 •Läckarea mellan rum 3.2 cm 2 •Ändrat s t = 3.2/( ) = 0.04 – •Ändrat q s = 0.02 m 3 /s och V s = 72 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 2.16 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 600 ppmCO

395 395 Fall 14 Luftläckage till annat rum 2 •Backspjäll aktivt i brandrum •Ändrat s t = 3.2/( ) = •Ändrat q s = 0.02 m 3 /s och V s = 72 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 2.7 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 750 ppmCO

396 396 Fall 15 Luftläckage till annat rum 3 •Brandgasspjäll i brandrum •Ändrat s t = 3.2/(0+0+48) = •Ändrat q s = 0.02 m 3 /s och V s = 72 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 3.6 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 1000 ppmCO

397 397 Fall 16 Luftläckage till korridor •Läckarea till korridor 80 cm 2 •Ändrat s t = 80/( ) = 0.5 – •Ändrat q s = 0.03 m 3 /s och V s = 180 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 18 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 3000 ppmCO

398 398 Fall 17 Stoppad ventilation •Ingen normal ventilation efter spridning •Termik-vind ger 0.03 m 3 /s mot 0.18 m 3 /s •q s = 0.03 m 3 /s •Beräknad CO-dos C s = 7.2 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 333 ppmCO

399 399 Fall 18 Stängd frånluft •Brandgasspjäll och ingen fördelningslåda •Endast frånluftsspjäll stänger •s t = 16/( ) = 0.25 – •Ändrat q s = 0.02 m 3 /s och V s = 72 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 13.5 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 3750 ppmCO

400 400 Fall 19 Stängd tilluft •Ingen fördelningslåda •Variabelt tilluftsdon läckarea 1 cm 2 •s t = 1/( ) = – •Ändrat q s = 0.02 m 3 /s och V s = 72 m 3 •Beräknad CO-dos C s = 0.83 COs •Beräknad CO-nivå c s = CO = 231 ppmCO

401 401 Fall Spridning till n rum •n st rum •Ändrat q s = 0.02 ∙ n m 3 /s •Ändrat V s = 72 ∙ n m 3 •Beräknad CO-dos C s = 10.8 / n COs •Beräknad CO-nivå c s = 3000 / n ppmCO

402 402

403 403 Kolmonoxidförgiftning – principexempel TVIT—07/7014 •Är ppmmin en dödlig CO-dos? •Symptomgränser för CO-förgiftning •Jämviktsamband HbCO och CO •Beräkningsantaganden •HbCO-halt för olika CO-halt •MGM Grand Hotel Las Vegas

404 404 Symptomgränser för CO-förgiftning HbCO-haltsymptom lindriga måttliga allvarliga dödliga

405 405 Jämviktsamband HbCO och CO HbCO s = CO / ( CO + CO s ) (-) (2.1) CO s = 640 ppm CO-haltHbCO-haltsymptom 160 ppm0.2lindriga 427 ppm0.4måttliga 960 ppm0.6allvarliga 640 ppm0.5(halvdöd)

406 406

407 407 Beräkningsantaganden •Samband (2.1) mellan HbCO och CO •Blodets gasupptagning är 0.04 av luftens •Jämvikt i lungorna •Fullständig omblandning av rumsluft

408 408 HbCO-halt för konstant CO-halt •Figur 3.1 HbCO-startvärde noll •HbCO-halt som svarta isolinjer •CO-dos som röda isolinjer – ppmmin – ppmmin •x-axel exponeringstid 0-60 min •y-axel CO-nivå ppm •CO-nivålinjer 160, 427 och 960 ppm

409 409

410 410 HbCO-halt för avklingande CO-halt •Figur 4.3 luftomsättningstid 60 min •HbCO-halt som svarta isolinjer •CO-dos som röda isolinjer – ppmmin – ppmmin •x-axel exponeringstid 0-60 min •y-axel CO-startnivå ppm •CO-nivålinjer 160, 427 och 960 ppm

411 411

412 412 MGM Grand Hotel Las Vegas •Stort hotellkomplex •Stor dödsolycka för hotell i USA •Brandgaser största dödsorsak •Brandutredning

413 413 Stort hotellkomplex •Byggår •T-formad hotellbyggnad –2076 rum och 25 plan –75-90 m flyglar med rum per plan •Markplansdel –Casino, affärer, restauranger, konferens –storlek 120×360 m

414 414 Stor dödsolycka för hotell i USA •Näst största dödsolyckan •85 omkomna totalt –67 överst i hotelldelen –18 på markplan –5000 person i komplexet vid brandstart •Starttid kl 7 21 november 1980 •Startplats en restaurang i markplan

415 415

416 416 Brandgaser största dödsorsak HbC0Symptom Omkomna Lindrig Måttlig Allvarlig20 >0.6Dödlig 1 CO-förgiftning inte avgörande

417 417 Brandutredning 1 •Vem är den skyldige? •Var startade branden? –i en kyldisk för en restaurang i markplanet •Vad orsakade branden? –dålig elinstallation för en kylkompressor •Detaljerad utredning med många figurer

418 418 Brandutredning 2 •Obefintlig utredning om ventilation –inga flödesscheman eller ritningar •Brandgasspridning via hisschakt –hissar med öppna dörrar på markplanet –brandgaser fick hisskorgarna att störta neråt –helt fritt uppåt 75 m –hotellrums tilluft från korridor –61 av 67 omkomna nära hissarna i hotelldelen

419 419

420 420 Slutsatser CO-förgiftning •Bestäms av HbCO-halt •CO-dosen ppmmin inte helt fel •CO-nivån 960 ppm dödlig •CO-dosen ppmmin inte helt fel •Dödsorsak oftast en kombination av CO-förgiftning och brandgaser


Ladda ner ppt "1 Pass 1 •Stoppade fläktar …sid 2-16 •Rapport TVIT—06/3003 •Enkel tvåzonsmodell …sid 2.6-4.3 •Rapport TVIT—07/7012."

Liknande presentationer


Google-annonser