Informationsdag 28 mars 2007 Brandskydd, ventilation och PFS Pass 1 Stoppade fläktar … sid 2-16 Rapport TVIT—06/3003 Enkel tvåzonsmodell … sid 2.6-4.3 Rapport TVIT—07/7012 Lars Jensen Installationsteknik, LTH

Pass 2 Trycksättning trapphus … sid 17-29 Rapport TVIT—06/7001-7004

Pass 3 Backspjäll för skydd … sid 30-36 Rapport TVIT—06/3004 Textildon som backspjäll … sid 37-39 Rapport TVIT—07/7013

Pass 4 … flerrumsbrandceller sid 40-44 Rapport TVIT—06/3003 Tvärströmning sid 45-48 Rapport TVIT—07/7018?

Pass 5 … beräkningar med PFS sid 49-57 Rapport TVIT—07/7009

Pass 6 Funktionskrav mot … sid 58-67 Rapport TVIT—07/7010 Kolmoxidförgiftning … sid 68-70 Rapport TVIT—07/7014

Informationsdag 28 mars 2007 Brandskydd, ventilation och PFS BRANDFORSK 313-001 Projekttitel Skydd mot rökspridning via ventilation med stoppade fläktar och förbigångar -riskbedömning och dimensionering TVIT—06/3003 Lars Jensen Installationsteknik, LTH

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

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

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

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

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

Dimensionerande brandfall Vanlig brandeffektsimulering P(t) ~ t2 Brandförsöksdata mot maximaleffekt 70 brandförsök 10 föremålsgrupper 36 monotont ökande effekt 7 monotont ökande effektändring

Sängar Y6 12 fall med skumgummimadrasser 3 fall med resårmadrasser Brandeffekt – brandtid Figur 3.23 Brandluftbehov – brandtid Figur 3.24 Relativ effekt – relativ tid Figur 3.25

Brandflödessimulering Förenklad tvåzonmodell Parameterkänslighet rumsdata golvyta höjd väggyta kvadratisk form utluftning ytmaterial typ och tjocklek uppdelning strålning och konvektion tidsförlopp t2-brandförlopp [medium∙fast]0.5 Kontroll av tumregel 1 MW ger 1 m3/s

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

Simuleringsfall Tidsförlopp t2 och t1 Brandtillväxthastighet 8 fall Golvyta 10 fall Rumshöjd 5 fall Nedre utluftning 5 fall Totalt 2000 fall

Anpassade modeller (3.16-18) qb = 0.0081 α0.42 A0.50 h1.04 (m3/s) tb = 92.821 α-0.33 A0.35 h0.28 (s) Tb = 409.33 α0.07 A0.005 h-0.07 (K) Stora likheter för qb med äldre formel och teori

Dimensionerande brandflöde hur? Använda modell (3.16) t2-brand Använda modell (3.20) t1-brand Använda simulering med brandföremål Vad kommer att brinna? Krav finns förhindra eller försvåra?

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

Tryckfallsförhållande 5:11 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 ?

Tryckfallsförhållande 5:12 Ett fall med n lokaler och samlingslåda Grentryckfall pg Grenflöde qg Aggregattryckfall pa Aggregatflöde qa = n qg Samband tryckfall pa = mpg

Tryckfallsförhållande 5:13 Tryckfallskravet kan utan förbigång pg :pa / n2 Omskrivning med pa = mpg ger n2 : m Kravet 5:1 ger n2 / m > 5

Tryckfallsförhållande 5:14 Sifferexempel: Antag T-system med åtta rum och grentryckfall 100 Pa och aggregattryckfall 800 Pa vilket ger n2 / m = 64/8 = 8 > 5 ok!

Tryckfallsförhållande 5:15 Sifferexempel: Antag F-system med tre rum och grentryckfall 100 Pa och övriga tryckfall 100 Pa vilket ger n2 / m = 9/1 = 9 > 5 ok!

Tryckfallsförhållande 5:16 Slutsats: Det är lätt att uppfylla tryckfalls-förhållande 5:1 utan en förbigång

Kall brandgasspridning1 Antag ett fall med n lika lokaler Brandgaser fördelas som f0.5:(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

Kall brandgasspridning2 Brandgasspridningandel till övriga lokaler st = 1/(f0.5/(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

Kall brandgasspridning3 Slutsatsen är att tryckfallsförhållande 5:1 inte ger något nämnvärt skydd mot brand-gasspridning i det kalla fallet

Sval brandgasspridning1 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?

Sval brandgasspridning2 Antag följande: inga stamkanaltryckfall antal anslutna våningsplan n tryckfall grenkanal för flöde q pg tryckfall fasad för flöde q pf tryckfall utluftning för flöde q pe utluftningens höjd i våningsplan m termisk tryckskillnad våningsplan p

Sval brandgasspridning3 Dimensioneringskrav eller sökt tryckfalls-kvoten är pg / pe > s(n)2 / m där s(n) = 1 + 20.5 + . . . + (n-1)0.5

Sval brandgasspridning4 Sifferexempel s(n)2/m m = 1 n = 2 ger tryckfallskvoten 1 n = 4 ger tryckfallskvoten 18 n = 10 ger tryckfallskvoten 373 jfr SBN-kravet 5

Dimensionering - självdrag Antag m=1 ger krav pg / pe > s(n)2 Notera pg och pe avser flöde q Inför pen för flöde nq pen = n2 pe Nytt krav pg / pen > s(n)2/n2

Dimensionering - utan inblandning Beräkningsuttryck där brandtryck ingår pg / pen = … (4.22)

Dimensionering - med inblandning Beräkningsuttryck där brandtryck och inblandningsfaktor r ingår pg / pen = … (4.34) Inblandningsfaktorn r itereras fram Om r=0 blir (4.34)=(4.22)

Fyra dimensioneringmetoder pg / pen < n2 / f (4.1)-1 pg / pen < n2 / s(n)2 (4.17)-1 pg / pen < … (4.22) pg / pen < … (4.34)

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)

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

Utluftning och vindpåverkan1 Drivtryck utluftning (4.42) pe =(n - e) g ze + ( fv - fe ) v2/2 vindfaktor plan n fv och utluftning fe Termisk term 300 ºC ger 6 Pa/m och 5 m ger 30 Pa Vindterm fv - fe = 1 och 7 m/s ger 30 Pa fv - fe = 0.5 och 10 m/s ger 30 Pa

Utluftning och vindpåverkan2 Vindfaktor fe för tak < 0 Vindfaktor fv för plan n är osäker Vindfaktor lovartsida > 0.5 Vindfaktor läsida < -0.5 Drivtryck för utluftning < 0 = felfunktion Ofta öppna fönster vid brand

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

Basmodellfall F-system (=FT-system/2) Ventilationsflöde 1 m3/s Fasadtryckfall 10 Pa Grentryckfall 90 Pa Stamtryckfall 3 Pa/plan Tryckfall utluftning 3 Pa Utetemperatur 20 ºC

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)

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

Byggnaders lufttäthet Genomgång av 36 provtryckningsfall Hela omslutande ytan används för att beräkna specifikt luftflöde vid 50 Pa Gamla BBR-krav 0.8 l/sm2 för bostäder Gamla BBR-krav 1.6 l/sm2 för lokaler Nytt BBR-krav 0.6 l/sm2

Sammanfattning - lufttäthet Samband läckflöde q ~ ∆pn q l/sm2 hela den omslutande ytan n (0.5,1.0) (turbulent,laminärt) Medelvärden q50+/q50- n+/n- Lägenheter 0.31/0.28 0.67/0.77 Småhus 0.47/0.43 0.72/0.81 Trapphus 0.78/1.01 0.60/0.80 Övriga stor spridning

Sammanfattning – slutrapport Dimensionerande effekt t1- och t2-brand Dimensionerande lufttäthet Förenklad modell för utluftning Dimensionering av utluftning Simulering av utluftning

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

Trycksättning av trapphus BRANDFORSK 330-031 TVIT—06/7001-7004

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

Trycksättningskrav > 20 Pa < 80 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

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

Oteknisk lösning Utomhustrapphus En våning per trapphussektion Ingen trycksättning Vindberoende funktion

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

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

Oändlig trapphushöjd om Inget läckage och Jämn personbelastning och Samma temperatur

Begränsad trapphushöjd om Läckage eller Ojämn personbelastning eller Trycksättning med uteluft

Tryckfall trapphus1 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

Tryckfall trapphus2 Öppen halvtrappa invändig bredd 2700 mm och längd 5600 mm trappbredd 1200 mm glapp 40+220+40 mm ytterglapp 0.60m2 och mittglapp 0.44 m2 mätsträcka för tryckfall +6 m till +45 m temperatur +3 m, +6 m, +25.5 m, +45 m, självdrag 5 ºC ute 22 ºC inne +3 m dörr 1.8 m2 +51 m luckor 0.9+0.8 m2

Tryckfall trapphus3 Modell för våningsplan ∆p / n = en ρv2/2 Pa mät ∆p och v för n våningsplan och bestäm en oberoende av våningshöjd och trapphusstorlek flödet = trapplöpstvärsnitt (b×h) × dito hastighet v Modell för m trapphus ∆p = Rq2 Pa/m R = en ρ / 2 b2 h3 Pa/m(m3/s)2

Tryckfall trapphus4 SYSAV försök 13 plan 39 m en = 2.0 utan personbelastning en = 2.5 för modellförsök olika ytstruktur ger högre en 1 m2 smitväg ger lägre en Fullskaleförsök litteratur en = 1.8 utan personbelastning en = 5.4 med personbelastning

Tryckfall trapphus5 Modellförsök skala 1:50 Modellförsök skala 1:100 öppen/sluten, halv/hel, 1/2 m åtta fall Modellförsök skala 1:100 öppen, halv/hel, 1 m två fall Engångsförlust per plan öppet och halvtrappa 2.5 öppet och heltrappa 2.9 slutet och halvtrappa 3.9 slutet och heltrappa 4.2

Tryckfall trapphus vid 1 m/s Dynamiskt tryck 0.6 Pa Engångförlust per plan en = 3 /plan Tryckfall 1.8 Pa/plan Trapp- bredd 1 m höjd 3 m tvärsnitt 3 m2 flöde 3 m3/s tryckfall 0.6 Pa/m

Balansflöde - trycksättning ( o - i ) g = R qb2 Ti > To (Pa/m) qb = ( ( o - i ) g / R )0.5 Ti > To (m3/s) qb balansflöde m3/s o uteluftens densitet vid To kg/m3 i inneluftens densitet vid Ti kg/m3 g jordaccelerationen m/s2 R strömningstryckfall vid 1 m3/s Pa/m

Fysikalisk modell Oberoende variabel Tre differentialekvationer Trapphusnivå z m Tre differentialekvationer Övertryck i trapphus ∆p(z) Pa Trapphusvolymflöde q(z) m3/s Trapphustemperatur T(z) K

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

Trapphusvolymflöde q(z) m3/s Derivata för trapphusvolymflöde = d q(z) / dz = m2/s Termisk volymändring ( q(z) / T(z) ) d T(z) / dz m2/s - Läckage - qn ( ∆p(z) ρn / ∆pn ρ(z) )0.5 m2/s

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

Känslighetsanalys Figur 2.1-17 Trapphushöjd 100 m Aktuell parameter på kurva Parameter läckage tryckfall värmeövergångstal personbelastning storlek personbelastning läge inloppstemperatur

Dimensionering1 bestäm ∆pmin Indata Värmeöverföringsförmåga Ah W/mK Personbelastning faktor f - Personbelastning läge p m Trapphushöjd h m Högsta övertryck ∆pmax Pa Läckage qx m3/s vid ∆px Pa Utetemperatur och inloppsdito To K

Dimensionering2 bestäm ∆pmin Iterera beräkningsuttryck (3.1-12) ∆pmin = ∆pmax – dppfx – dpT dppfx personbelastning och läckage dpT trapphustemperatur Kontroll med 16384 (47) testfall 7 parametrar och 4 värden per parameter

Dimensionering3 bestäm ∆pmin Simulering med Excel (2.1-3)7004 givet tryckfall, läckage och värmeutbyte givet ∆p(0) = ∆pmax och T(0) finn q(0) och A(h) som uppfyller ∆pmin < ∆p(z) < ∆pmax och 0 < q(z) kontroll av beräkning mot Figur 2.1-17 ingen garanti

Test av trycksättningssätt Tre personbelastningar 0.0, 0.5, 1.0 Fem klimat 20, 8.9, -2.9, -13.1 -22.9 ºC Fem trycksättningssätt Reglerad öppning Programstyrd öppning Till/frånstyrd öppning Anpassat läckage Ingen öppning

Maximal trapphushöjd1 Tryckintervall (20,80) Pa Termisk gradient 14 fall -0.5, -0.4, -0.3, -0.2. -0.1, 0.0 0.1, 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 m3/sm

Maximal trapphushöjd2 Funktion av termisk gradient Pa/m Tryckreglerad fläkt nederst Trycksättningsmetoder temperatur-tillfrånstyrd taklucka temperatur-reglerad taklucka tryck-reglerad taklucka Läckage 0.02 m3/sm

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

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

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

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

Backspjäll ingen nyhet Informationsdag 28 mars 2007 Brandskydd, ventilation och PFS Backspjäll ingen nyhet Patenterat av Lars Thörnvall Löpdagar 80-05-071 och 87-06-162 Omfattande utformning Dubbelfunktion – termiskt framspjäll Fläktar i drift och ur drift Lars Jensen Installationsteknik, LTH

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

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

Tryckfall/flödessamband> Normal drift framriktningen Öppningsvinkel α Förvinkel β positiv förvinkel för säker stängning

Tryckfall/flödessamband> Tryckfall ∆p som för fri utströmning med hastigheten v för flödet q genom arean A ∆p = ρv2/2 = ρ (q/A)2/2 = b q2 A = C 2π r2 sin(α) b = ρ / 2 A2 C = kontraktion (0,1) sin(α) < 1 α < 30 º

Normal drift Största spalthöjd 4, 5, 6, 7, 8 mm Mätt spjälltryckfall = f ( mätt flöde ) Beräknat spjälltryckfall = f ( mätt spjälltryckfall ) Anpassad kontraktion C = 0.736 i (4.1)

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 = 0.000015 m/s2 Hastighet v > 100 m/s Spalttryckfall > dynamiskt tryck 6000 Pa Slutsats alltid laminärt

Tryckfall/flödessamband< ∆p = 12 μ l v / s2 (Pa) (3.2) ∆p tryckfall, Pa μ dynamisk viskositet, kg/ms l spaltlängd, m v hastighet, m/s s spalthöjd, m

Tryckfall/flödessamband< q = s v = ∆p s3 / 12 μ l (m3/sm) (3.5) q flöde 1 m spalt, m3/sm Notera att q ~ ∆p Notera att q ~ s3 Notera att q ~ l-1

Specifikt läckage vid 1000 Pa Tillämpning på KIBS spaltlängd 10 mm och spalthöjd 0.1 mm q = 0.000462 m3/sm enligt (3.5) lock/inlopp/medeldiameter 120/100/110 mm spaltbredd/medelomkrets 345 mm q = 0.00016 m3/s = 0.16 l/s q = 21 l/sm2

Specifikt läckage vid 1000 Pa Täthetsklass 1 750 l/sm2 Täthetsklass 2 150 l/sm2 Täthetsklass 3 30 l/sm2 Täthetsklass 4 6 l/sm2 Slutsats 0.1 mm spalt klarar täthetsklass 3

Täthet för backspjällsfunktion1 Mätningar med varierande spalthöjd smin minsta spalthöjd, m smax största spalthöjd, m s = (1+3a2/2)1/3 smedel (m) (3.3) a = (smax-smin)/(smax+smin) (-) (3.4) smin = 0 => a = 1 Korrektion av (3.5) q = 2.5 ∆p smedel3 / 12 μ l (m3/sm)

Täthet för backspjällsfunktion2 Största spalthöjd med vanliga bladmått Distans 0.05(0.05)0.30 mm Specifikt läckflöde = f ( läcktryckfall ) Specifikt läckflöde = f ( distans )

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

Backspjäll RSK - Systemair För rund kanal och godtycklig orientering Galvaniserad plåt Två fjäderbelastade lameller Högt tryckfall storlek 10 12 16 20 25 31 tryckfall 85 40 55 45 55 25 Pa Läckagelängd = omkrets + diameter

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

Tilluftdonet Flipper - Acticon Läckarea 500 mm2 för donstorlek 12 Mätvärden tryckfall 1000 Pa flöde 0.015 m3/s läckarea 370 mm2 specifikt läckage 1222 l/sm2 täthetsklass 1 750 l/sm2 Slutsats faktor 10 fattas täthetsklass 2

Tilluftdonet IDCC - Lindinvent Inblåsning via sex djupa ringspalter Anslutningstorlek 16 Mätt läckflöde < 1 l/s vid 100 Pa Specifikt läckflöde < 500 l/sm2 Anslutningstorlek 25 Mätt läckflöde < 2 l/s vid 100 Pa Specifikt läckflöde < 400 l/sm2 Slutsats donen uppfyller täthetsklass 1

Utdrag ur Tabell 9.1 produkt fall mått l/sm2 klass KIBS beräknat 0.2 mm 53 > 2 KIBS mätt 0.2 mm 74 > 2 RSK beräknat 0.2 mm 519 > 1 Basic mätt - 92 > 2 Flipper mätt - 1222 < 1 IDCC beräknat 0.2 mm 112 > 2

Slutsatser Kod tryckfall läckage brand temperatur KIBS ingen färdig produkt 55?? Backspjäll RSK – Systemair 12?? Backström. Basic – Hagab 4555 Tilluftsdonet Flipper – Acticon 5133 Tilluftsdonet IDCC – Lindinvent 5322

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?

Varför heter det brandgas-…? Förr hette det rök-… jämför med rökspridning brandgasspridning rökdykare brandgasdykare rökdetektor brandgasdetektor rökvarnare brandgasvarnare Lättare skilja på brand och rök än brand och brandgas

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

Tryckfall/flödessambandtextilduk Samband ∆p = a qb Duk/material 5 a=0.2653 b=1.136 Duk/material 6 a=0.1885 b=1.072

Tryckfall/flödessamband<> Cylindriskt don diameter d och längd nd Flödet proportionellt mot aktiv textilduk Ideal backarea A< = πd2/4 Normal framarea A> = πnd2 + πd2/4 Ideal areakvot A> / A< = 4n+1 Rimlig areakvot A> / A< = 2n

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

Textildukens egenskaper1 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 x3 / 384 EI (m) (2.6)

Textildukens egenskaper2 Eulers fjärde knäckfall F4 = 4 π2 EI / l2 (N) (2.7) Bucklingstryck fast inspänd halvcylinder ∆p = 32 EI / d3 (Pa) (2.8) Resultat ∆p < 5 Pa d = 0.1 m

Textildukens egenskaper3 Bucklingstryck fri halvcylinder ∆p = 4 EI / d3 (Pa) (2.9) Resultat ∆p < 1 Pa d = 0.1 m

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

Tryckfall/flödessamband<(>) Flöde vid tryckskillnad 250 Pa Don 010 030 Duk 5 6 Backflöde med p.d l/s 4 8 Backflöde utan p.d l/s 8 10 Framflöde l/s 50 70

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

Brandgasspridning mellan flerrumsbrandceller TVIT--06/7007

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

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

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

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 pb = ∆p (2n)2

Jämförelse metod 1 och 2 Metod 2 ger högre brandtryck Metod 2 ger högre brandflöde Om ∆ps = 0 blir metod 1 = 2

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) pb = 4 42 80 = 5120 Pa Brandflöde enligt (2.2) qb = 2 4 30 (1+(80/120)0.5) = 919 l/s

Exempel 2 – Metod 2 Som exempel 1 Stamkanaltryckfall ∆ps = 10 Pa vid 120 l/s Beräkning enligt (2.3-8) Brandtryck pb = 8040 l/s Brandflöde qb = 1151 l/s

Exempel 3 – öppna dörrar Tumregel för enrumsbrandcell Ventilationsflöde 120 l/s fyra rum i ett Brandkanalflöde 240 l/s dubbla Brandtryck 320 Pa fyrdubbla Brandfasadflöde 679 l/s 120(320/10)0.5 Brandflöde 919 l/s Samma brandflöde som för metod 1

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 ?

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 pb = ∆p + ∆p (n-1)2

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

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

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

Exempel 3 – öppna dörrar Tumregel för enrumsbrandcell Brandtryck = Tilluftsgrentryckfall ∆pt = 150 Pa Brandflöde = faktor ∙ ventilationsflöde = (1+∆pt / ∆pf )0.5 qn = (1+150 / 50 )0.5 320 = 640 l/s Samma brandflöde som för metod 2

Brandgasspridning mellan flerrums-brandceller kräver höga brandtryck F-system brandtryck pb = 4n2∆pf > 5000 Pa om ∆pf > 50 Pa och minst 5 rum FT-system brandtryck pb = (n2-2n+2) ∆pt > 5000 Pa om ∆pt > 100 Pa och med minst 8 rum Orimliga brandtryck? sprängning ytteryta – tryckavlastat sprängning inneryta – enrumsbrandcell?

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?

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

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

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

Isodiagram för tvärflöde Exakt beräkning Antal rum/lokaler/plan n=5 eller 20 Tryckfallskvot tilluft/uteluft ∆pt / ∆pu = 0.2 eller 5 Tryckfallskvot tilluft/frånluft x = ∆pt / ∆pf Tryckfallskvot uteluft/avluft y = ∆pu / ∆pa Isointervall 0.02 och kvotintervall (0.5,2.0)

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

Olinjär skattning tvärflöde Ansätt brandflöde 1 Brandflöde tilluft g (baklänges) Brandflöde frånluft 1-g Brandflöde uteluft a (baklänges) Brandflöde avluft 1-a Tvärflöde g-a (till > från)

Uppdelning brandflöde g och 1-g Tryckfall tilluftsgren ∆pt Tryckfall frånluftsgren ∆pf Samma tryckfall vid uppdelning Lika tryck i samlings- och fördelningslåda ∆pt g2 = ∆pf (1 - g)2 g = 1 / [ 1 + (∆pf / ∆pt)0.5 ]

Uppdelning brandflöde a och 1-a Tryckfall uteluftsgren ∆pu Tryckfall avluftsgren ∆pa Samma tryckfall vid uppdelning Lika tryck i samlings- och fördelningslåda ∆pu a2 = ∆pa (1 - a)2 a = 1 / [ 1 + (∆pa / ∆pu)0.5 ]

Tvärflöde t = g - a t = g – a t = 1 / [ 1 + fft0.5 ] - 1 / [ 1 + fau0.5 ] fft = ∆pf / ∆pt fau = ∆pa / ∆pu

Inget tvärflöde Om g = a Om fft = fau Om ∆pf / ∆pt = ∆pa / ∆pu Om symmetri

Linjär skattning tvärflöde Symmetrikvot ∆pt ∆pa / ∆pf ∆pu = y / x = 1 + e För små e gäller t = g – a = e / 8 Alternativt t = ( y / x – 1 ) / 8

Jämförelse med skattningar Antal rum/lokaler/plan n = 20 Tryckfallskvot tilluft/uteluft ∆pt / ∆pu = 0.2 Exakt beräkning Olinjär skattning Linjär skattning

Slutsats Symmetri Ingen tvärströmning Asymmetri Mindre 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

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

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

Textelement0

Textelement1 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

Textelement2 grafikdito Engångsförlust fri utströmning e,1 Böj 90 º b,90 Grenstycke

Textelement3 Tryckändring h,värde Referenstryck p,värde Flöde q,värde Hastighet v,värde Motstånd med 100 Pa vid 4 m3/s ∆p~q1 l,100,4 ∆p~q2 t,100,4 ∆p~qn g,100,4,n

Textelement4 Nivåskillnadselement z,3 3 m enligt teckenkonvention Yttre densitet denz denz=0 utgångsvärde denz=1.2 motsvarar 20 ºC Självdragsventilation eller termik z,3 3 m termisk nivåskillnad tidigare två element z och h

Textelement5 Definition av fläkt fan FF ∆p1:q1 (n) fan FF ∆p1:q1 ∆p2:q2 (n) fan FF ∆p1:q1 ∆p2:q2 ∆p3:q3 (n) Beräkningssamband densitetsberoende ∆p = (ρ /ρn) f(q)

Textelement6 Knutpunkter fri placering parameterstyrda knutpunkter #,nr autonumrering # tre siffror med symmetrisk enkelram tre siffror med symmetrisk placering i ledning, ledningsslut, böj och grenstycke lämpligt

Utskrifter - textelement :h tryckändring Pa :R tryckfall Pa/m :q flöde m3/s :v hastighet m/s :tsd totalt, statiskt och dynamiskt tryck Pa :m massflöde kg/s :r densitet kg/m3 :T temperatur ºC :o elementutlopp :< omvänd inkoppling

Modifierat utskriftsformat format 4 7 2 – 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

Ett omöjligt problem 1 Utluftning samlings- eller fördelningslåda Övertryck låda ∆pl Pa Termisk gradient ∆pT Pa/m Nerträngningsdjup zn = ∆pl / ∆pT m Vertikal kanallängd zk m Ingen strömning om zk > zn fel Nerströmning om zk < zn ok

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

Ett omöjligt problem3 Tidigare lösningsmetodik Koppla bort alla övriga stigare Beräkna Kontrollera övertryck Bestäm nerträngningsdjup Koppla in stigare med mindre vertikal längd

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

Tvåstegsberäkning1 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

Tvåstegsberäkning2 Två variabelvärden kan anges flöde q,q1,q2 tryckskillnad h,h1,h2 temperatur T,T1,T2 Variabelvärden kan också vara fritt parameter värde fpv fixt (injusterade) värde fix

Tvåstegsberäkning3 Injusterat luftdon med två element q,qvärde,fpv don,fpv,fix Injusterat luftdon med ett element t?qvärde

Tvåstegsberäkning4 Injusterad fläkt FF,fpv,fix Injusterad fläkt med forcering FF,fpv,max Injusterad fläkt med stopp FF,fpv,0

Tvåstegsberäkning5 Brandflöde q,0,värde Brandtryck h,fpv,fpv h? Brandtemperatur T,20,värde

Tvåstegsberäkning6 Omslagselement o set-sats steg 1 steg 2 aon=o,0,0 öppet öppet non=o,0,1 öppet stängt noff=o,1,0 stängt öppet aoff=o,1,1 stängt stängt a=alltid n=normal o=off 0=falsk 1=sann

Tvåstegsberäkning7 Läckande brandgasspjäll o,∆p1,∆p2,q ∆p1 tryckfall steg 1 öppet ∆p2 tryckfall steg 2 stängt q samhörande flöde

Tabellerade beräkningar - storlek Antal steg eller beräkningar 100 Antal indata eller parametrar 20 Parameterkombinationer möjligt Antal utdata eller resultat 100 Export till textfil

Tabellerade beräkningar - princip table 10 10 10 2 program a - 0 1 2 3 4 5 program b - 0 5 10 status result begin h,a q,b :qw end

Tabellerade beräkningar - indata program godtycklig talföljd decgram godtycklig entalsföljd lingram linjär talföljd geogram geometrisk talföljd loggram 1 2 5 10 talföljd recgram rektangelfördelad talföljd norgram normalfördelad talföljd

Programfunktion pergram1 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 1 2 3 4 Antal kombinationer önskade 5×4 = 20 möjliga 3×3×3×4 = 108

Programfunktion pergram2 table 20 10 20 2 pregram p2 - 0 0 2 0 0 1 pregram p3 - 0 0 0 2 0 1 program p4 - 0 0 0 0 2 1 program p1 - 0 1 2 3 4

Tabellerade beräkningar - utdata Alla utskrifter med :w kan skrivas ut result tar nästa utskrift result # tar önskad utskrift result uttryck godtycklig beräkning mellan pro(?) program-variabel res(?) resultat-variabel com(?) computesats-variabel

Arbetsmetodik1 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

Arbetsmetodik2 Kontrollera end-raden antal system skall troligen vara 1 antal element =< 1000 antal fel skall vara noll antal observationer skall helst vara noll Kontroll alla fel och observationer inte bara första visade fel använd Table-fönstret för översikt

Arbetsmetodik3 Kontroll med State-funktionen Kontroll flödesriktningar antal ekvationer =< 100 antal iterationer < 100 helst < 10 Kontroll flödesriktningar använd Flow-fönstret använd Video-fönstret kan visa fel inom till synes samma ledningssträcka

Vanliga fel1 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

Vanliga fel 2 Sortbyte mellan l/s och m3/s Decimalpunkt inte decimalkomma d,41.8,10 10 m standardrör ansl 40 d,41,8,10 10 m 41×8 mm t,1.50 1.5 Pa tryckfall vid 1 m3/s t,1,50 1 Pa tryckfall vid 50 m3/s t,1,50,1 ger felutskrift

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

Ingen lösning1 Max iterations eller Search error Kontroll av alla fel och konvergensförlopp table=12 och Table-fönstret Ändra på testgränser ekvationsfel avser tryckslingor = 0 rsaee = 10-6 summa absoluta ekvationsfel / summa alla absoluta tryckändingar (-) maee = 0 medel absolut ekvationsfel (trycksort) msee = 0 medel kvadrat ekvationsfel (trycksort)

Ingen lösning2 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

Ingen lösning3 Derivationssteg dx är flödessortberoende dx = dxg×dx + ( 1 – dxg )×dxf dxs = 0.5 startvärde dxf = 0.001 slutvärde dxg = 0.5 faktor Skillnad på 0.5 m3/s och 0.5 l/s

Ingen lösning4 Inflöde utan definierad temperatur Återcirkulation och temperatur shuntgrupp värme eller kyla kan inträffa under lösningsiterationer Dubbelströmning och temperatur mellan två lokaler udda fall

Brandgasspridning - gränsfallet Numeriskt svår beräkning qBGS = 0 Kan var omöjligt fall med ejektorverkan Alternativ1 prova olika qBGS < 0 Alternativ2 prova olika qBGS > 0 Alternativ3 prova olika brandtryck pb Blir brandflödet qb rimligt? Vad blir qBGS? Alternativ4 prova olika brandflöde qb Blir brandtrycket pb rimligt? Vad blir qBGS?

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

Trycksättning av trapphus Utan hisshall Med hisshall

Revision av PFS Revidering av arbetsbänken pfs.exe Lösaren sfs.dll nerladdningsbar <exempel> 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

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

Funktionskrav mot brandgasspridning TVIT—07/7010

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

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

Spridd förorening Föroreningskoncentration cb (?) Brandrumsvolym V (m3) Brandvolymandel sV (-) Kall volym som sprids sV V (m3) Spridningsandel tilluft st (-) Spridd föroreningsvolym st sV V cb (m3?)

Startkoncentration1 Momentan spridning till volymen Vs (m3) Vilken föroreningskoncentration cs (?) Vs cs = st sV V cb (m3?) cs = st sV V cb / Vs (?)

Tidsförlopp Utsatt lokals Ts = Vs/qs (s) Föroreningstidsförlopp c(t) volym Vs (m3) ventilationsflöde qs (m3/s) luftomsättningstid Ts (s) Ts = Vs/qs (s) Föroreningstidsförlopp c(t) c(t) = cs exp( - t / Ts ) (?)

Dos1 Dosen Cs för oändlig tid Cs = csTs = csVs/qs (?s) Cs = st sV V cb / qs (?s)

Dos2 Dosen Cs för exponeringstiden Te Cs(Te) = se Cs = se st sV V cb / qs (?s) se = 1 – exp( - Te / Ts ) (-)

Startkoncentration2 Spridning till volymen Vs (m3) under t (s) cs = ss st sV V cb / Vs (?) ss = ( 1 – exp( -t/Ts )Ts/t (-) ss = 1 om t = 0

Dimensioneringskrav ? Säkerhetskrav för dos Ckrav Ckrav > se st sV V cb / qs (?s) Säkerhetskrav för nivå ckrav ckrav > ss st sV V cb / Vs (?)

Spridningsandel1 Från ett brandrum till: Fyra spridningsvägar yttre omgivningen genom fasad inre omgivningen genom innerväggar frånluftskanalsystemet tilluftskanalsystemet Fyra spridningsvägar

Spridningsandel2 Alla omgivande tryck lika (överskattning) Flödena ~ läckareorna Spridningsandel tilluft st = tilluftsarean / summaarean st = At / ( At + Af + Ai + Ay ) (-)

Korrektion spridningsandel1 Spridningsandelen st överskattas utan hänsyn till olika omgivande tryck Övertryck i tilluftssystemet +∆p Undertryck i frånluftssystemet - ∆p Läckagetryckfallets flödesexponent n (1,2)

Korrektion spridningsandel2 Tilluftsläckarea a Frånluftsläckarea a Övrig läckarea 1 - 2a Total läckarea 1

Korrektion spridningsandel3 Inför relativt brandtryck p = pb/∆p > 1 Läckflöde till T-system qt ~ a(p-1)0.5 Läckflöde till F-system qf ~ a(p+1)0.5 Läckflöde till omgivning qx ~ (1-2a)p1/n

Korrektion spridningsandel4 Brandflödet och totalflödet ges av qb ~ a(p-1)0.5 + a(p+1)0.5 + (1-2a)p1/n Rätt spridningsandel stp blir stp = qt / qb

Spridningsandel st st = At / ( At + Af + Ai + Ay ) (-) At läckarea till T-system, m2 Af läckarea till F-system, m2 Ai läckarea till inre omgivningen, m2 Ay läckarea till yttre omgivningen, m2

Don-flöde, -area och -tryckfall qdon ~ Adon ∆pdon0.5 Tilluft 200 Pa och frånluft 50 Pa ger At = Af / 2 st = sf / 2 Variabelt don Adon ~ ∆pdon brandtryck ökar frånluftsdonflöde brandtryck minskar tilluftsdonflöde

Exponeringsandel se se = 1 – exp( - Te / Ts ) (-) Te exponeringstid, s Ts luftomsättningstid, s se = 1 oändlig exponering

Brandvolymandel sV sV = Tn / Ts - Tn / Tb (-) Tn normaltemperatur, K Ts startspridningstemperatur, K Tb slutspridningstemperatur, K

Dos Ckrav > Cs = se st sV V cb / qs Ventilationsflödet qs har betydelse Volymen Vs är betydelselös om oändlig exponering Om Vs fördubblas halveras startkoncentrationen cs dubbleras luftomsättningstiden Ts oförändrad dos Ts cs

Nivå ckrav > cs = ss st sV V cb / Vs Volymen Vs har betydelse Korrektion för spridningstid med ss Om spridning sker under kort tid har ventilationsflödet qs ingen betydelse

Sot pkrav > ps = ss st sV V pb / Vs Sothalt helt analogt med gashalt Sothalt i brandrum pb Sothalt i utsatt rum ps Gräns för sothalt pkrav

Sikt xkrav < xs = xb Vs / ss st sV V Siktavstånd i brandrum xb Siktavstånd i utsatt rum xs Minsta siktavstånd xkrav För en given siktförsämring gäller pb xb = ps xs xs = xb pb / ps xs = xb cb / cs

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

Dödlig CO-dos? Som dödlig dos anges 30000 ppm min C†CO = 1.8 CO s = 30 000 ppm CO i 1 min = 1 800 000 ppm CO i 1 s = 1.8 CO i 1 s = 1 CO i 1.8 s C†CO = 1.8 CO s

Basfall1 Fördelningslåda för tio hotellrum Rumsflöde 0.02 m3/s volym V = 72 m3 Läckarea Aiy = 48 cm2 Tilluftsdonarea At = 16 cm2 Frånluftsdonarea Af = 16 cm2 Medelbrand CO-halt cb = 0.03 CO Temperaturer Tn = Ts = 300 K Tb = 600 K

Basfall2 Exponeringdossandel se = 1 Spridningsandel tilluft st = 0.2 Spridningsandel volym sV = 0.5 Brandrumsvolym V = 72 m3 Spridd koncentration cb = 0.03 CO Mottagande flöde qs = 0.18 m3/s Mottagande volym Vs = 648 m3

Basfall3 Beräknad CO-dos Cs = se st sv V c / qs Cs = 1.0 ∙ 0.2 ∙ 0.5 ∙ 72 ∙ 0.03 / 0.18 COs Cs = 1.2 COs Beräknad CO-nivå cs = ss st sv V c / Vs cs = 1.0 ∙ 0.2 ∙ 0.5 ∙ 72 ∙ 0.03 / 648 CO cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 1 Återluft Återluft på grund av läckage 0.2 Bruttoflöde qs = 0.180 m3/s Nettoflöde qs = 0.144 m3/s Beräknad CO-dos Cs = 1.5 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 2 Underluft Underluft till korridor med 80 cm2 Rummets läckarea fördubblas till 160 cm2 Ändrat st = 16/(16+16+48+80) = 0.1 - Beräknad CO-dos Cs = 0.6 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000167 CO = 167 ppmCO

Fall 3 Nervarvad ventilation Endast ventilationsflödet ändras Olika areor ändras inte Ändrat qs = 0.09 m3/s Beräknad CO-dos Cs = 2.4 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 4 Nerstrypt ventilation Ventilationsflöde och donareor halveras Ändrat st = 8/(8+8+48) = 0.125 - Ändrat qs = 0.09 m3/s Beräknad CO-dos Cs = 1.5 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000208 CO = 208 ppmCO

Fall 5 Kort uppehållstid Kort uppehållstid 30 min Luftomsättningstid 60 min Ändrat se = 1 – e-30/60 = 0.4 – Beräknad CO-dos Cs = 0.48 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 6 Variabelt tilluftsdon Tilluftsdon med 556 mm2 läckarea Ändrat st = 5.56/(5.56+16+48) = 0.08 - Beräknad CO-dos Cs = 0.48 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000133 CO = 133 ppmCO

Fall 7 Variabelt frånluftsdon Frånluftsdonarea ökar till 64 cm2 Ändrat st = 16/(16+64+48) = 0.125 – Beräknad CO-dos Cs = 0.75 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000208 CO = 208 ppmCO

Fall 8 Forcerad ventilation Ventilationsflödet ökas en faktor 1.5 Effektbehovet ökar en faktor 3.375 (1.53) Ändrat qs = 0.27 m3/s Beräknad CO-dos Cs = 0.8 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 9 Ändrade dontryckfall Tilluftsdon från 90 Pa till 360 Pa - 8 cm2 Frånluftsdon från 90 Pa till 40 Pa - 24 cm2 Ändrat st = 8/(8+24+48) = 0.1 - Beräknad CO-dos Cs = 0.6 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000167 CO = 167 ppmCO

Fall 10 Tryckavlastning Tryckavlastning med arean 720 cm2 Ändrat st = 16/(16+16+48+720) = 0.02 - Beräknad CO-dos Cs = 0.12 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000033 CO = 33 ppmCO

Fall 11 Sprinkler1 Brandtemperaturen begränsas till 400 K Start- och normaltemperatur 300 K Ändrat sV = 300/300 – 300/400 = 0.25 - Beräknad CO-dos Cs = 0.6 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000167 CO = 167 ppmCO

Fall 12 Sprinkler2 Normaltemperatur, starttemperatur och brandtemperatur 300 K, 400 K och 500 K Ändrat sV = 300/400 – 300/500 = 0.15 – Ändrad CO-medelnivå c = 0.05 CO Beräknad CO-dos Cs = 0.6 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000167 CO = 167 ppmCO

Fall 13 Luftläckage till annat rum1 Läckarea mellan rum 3.2 cm2 Ändrat st = 3.2/(16+16+48) = 0.04 – Ändrat qs = 0.02 m3/s och Vs = 72 m3 Beräknad CO-dos Cs = 2.16 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000600 CO = 600 ppmCO

Fall 14 Luftläckage till annat rum2 Backspjäll aktivt i brandrum Ändrat st = 3.2/(0+16+48) = 0.05 - Ändrat qs = 0.02 m3/s och Vs = 72 m3 Beräknad CO-dos Cs = 2.7 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000750 CO = 750 ppmCO

Fall 15 Luftläckage till annat rum3 Brandgasspjäll i brandrum Ändrat st = 3.2/(0+0+48) = 0.067 - Ändrat qs = 0.02 m3/s och Vs = 72 m3 Beräknad CO-dos Cs = 3.6 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.001000 CO = 1000 ppmCO

Fall 16 Luftläckage till korridor Läckarea till korridor 80 cm2 Ändrat st = 80/(16+16+48+80) = 0.5 – Ändrat qs = 0.03 m3/s och Vs = 180 m3 Beräknad CO-dos Cs = 18 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.003000 CO = 3000 ppmCO

Fall 17 Stoppad ventilation Ingen normal ventilation efter spridning Termik-vind ger 0.03 m3/s mot 0.18 m3/s qs = 0.03 m3/s Beräknad CO-dos Cs = 7.2 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000333 CO = 333 ppmCO

Fall 18 Stängd frånluft Brandgasspjäll och ingen fördelningslåda Endast frånluftsspjäll stänger st = 16/(16+0+48) = 0.25 – Ändrat qs = 0.02 m3/s och Vs = 72 m3 Beräknad CO-dos Cs = 13.5 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.003750 CO = 3750 ppmCO

Fall 19 Stängd tilluft Ingen fördelningslåda Variabelt tilluftsdon läckarea 1 cm2 st = 1/(1+16+48) = 0.015 – Ändrat qs = 0.02 m3/s och Vs = 72 m3 Beräknad CO-dos Cs = 0.83 COs Beräknad CO-nivå cs = 0.000231 CO = 231 ppmCO

Fall 20-25 Spridning till n rum n st rum Ändrat qs = 0.02 ∙ n m3/s Ändrat Vs = 72 ∙ n m3 Beräknad CO-dos Cs = 10.8 / n COs Beräknad CO-nivå cs = 3000 / n ppmCO

Kolmonoxidförgiftning – principexempel TVIT—07/7014 Är 30000 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

Symptomgränser för CO-förgiftning HbCO-halt symptom 0.0-0.2 lindriga 0.2-0.4 måttliga 0.4-0.6 allvarliga 0.6-1.0 dödliga

Jämviktsamband HbCO och CO HbCOs = CO / ( CO + COs ) (-) (2.1) COs = 640 ppm CO-halt HbCO-halt symptom 160 ppm 0.2 lindriga 427 ppm 0.4 måttliga 960 ppm 0.6 allvarliga 640 ppm 0.5 (halvdöd)

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

HbCO-halt för konstant CO-halt Figur 3.1 HbCO-startvärde noll HbCO-halt som svarta isolinjer CO-dos som röda isolinjer 15000 ppmmin 30000 ppmmin x-axel exponeringstid 0-60 min y-axel CO-nivå 0-2000 ppm CO-nivålinjer 160, 427 och 960 ppm

HbCO-halt för avklingande CO-halt Figur 4.3 luftomsättningstid 60 min HbCO-halt som svarta isolinjer CO-dos som röda isolinjer 15000 ppmmin 30000 ppmmin x-axel exponeringstid 0-60 min y-axel CO-startnivå 0-2000 ppm CO-nivålinjer 160, 427 och 960 ppm

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

Stort hotellkomplex Byggår 1972-1973 T-formad hotellbyggnad 2076 rum och 25 plan 75-90 m flyglar med 30-36 rum per plan Markplansdel Casino, affärer, restauranger, konferens storlek 120×360 m

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

Brandgaser största dödsorsak HbC0 Symptom Omkomna 0.0-0.2 Lindrig 12 0.2-0.4 Måttlig 37 0.4-0.6 Allvarlig 20 >0.6 Dödlig 1 CO-förgiftning inte avgörande

Brandutredning1 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

Brandutredning2 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

Slutsatser CO-förgiftning Bestäms av HbCO-halt CO-dosen 30000 ppmmin inte helt fel CO-nivån 960 ppm dödlig Dödsorsak oftast en kombination av CO-förgiftning och brandgaser