Analiza systemu oddymiania w hali sportowej Miejskiego Ośrodka Rekreacji i Sportu w Chorzowie przy ul. Dąbrowskiego 113

Transkrypt

1 Tel. (+48) , Fax: (+48) TYTUŁ OPRACOWANIA Analiza systemu oddymiania w hali sportowej Miejskiego Ośrodka Rekreacji i Sportu w Chorzowie przy ul. Dąbrowskiego 113 Wersja A DATA ZLECENIODAWCA Listopad 2010 r. Nazwa P.POŻ-BHP Projektowanie i Doradztwo Zdzisław Winnicki Adres Bytom, ul. Strzelców Bytomskich 9/53 NIP AUTOR OPRACOWANIA GRID DOROTA BRZEZIŃSKA Ul. Piotrkowska 213 lok Łódź NIP Dr inż. Dorota Brzezińska pieczątka PRZYGOTOWANIE MODELU I RAPORTU Mgr inż. RENATA OLLESZ podpis

2 Spis treści 1. Przedmiot opracowania Cel opracowania Założenia przyjęte do obliczeń i symulacji Przewidywany czas ewakuacji Analizowane parametry pożaru Metodyka wykonania symulacji oraz podstawowe dane techniczne programu FDS...11 Model hydrodynamiczny...11 Model spalania...13 Model promieniowania cieplnego Wyniki symulacji P Temperatura Zasięg widzialności Wyniki symulacji P Temperatura Zasięg widzialności Wyniki analiz i wnioski Literatura...34 Załącznik 1. Certyfikat potwierdzający ukończenie kursu w zakresie wykonywania symulacji komputerowych /35

3 1. Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest analiza zabezpieczenia przed zadymieniem w hali sportowej Miejskiego Ośrodka Rekreacji i Sportu w Chorzowie. Hala znajduje się w centrum miasta w odległości około 2,7 km od najbliższej jednostki ratowniczo gaśniczej PSP. Analizowany obiekt wykorzystywany będzie zarówno na potrzeby imprez sportowych jak i na potrzeby imprez kulturalno rozrywkowych. Maksymalna ilość osób przewidywana do jednoczesnego przebywania w hali wynosi widzów. Całkowita wysokość hali od poziomu wynosi w 12,64 m, przy czym najwyższy poziom siedzeń widowni (loża prasowa) zlokalizowany został na wysokości 2,5 m od poziomu ±0.00 (rys. 2). Do analiz przyjęto 2 scenariusze pożarowe: a) pożar w holu wejściowym, b) pożar sceny na poziomie areny. 2. Cel opracowania Przedmiotem analizy jest system wentylacji oddymiającej hali sportowej, której celem jest zabezpieczenie, w przypadku wystąpienia pożaru, przed utrzymywaniem się na znajdujących się tam drogach ewakuacyjnych dymu, w ilości, która ze względu na ograniczenie widoczności lub temperaturę uniemożliwi bezpieczną ewakuację [ 270 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późn. zmianami)]. Analizie poddany zostanie także przewidywany przyrost temperatury pod stropem obiektu, w przewidywanym czasie analiz wynoszącym 15 min. od rozpoczęcia pożaru. 3. Założenia przyjęte do obliczeń i symulacji Analizowany obszar obiektu obejmuje halę rekreacyjno sportową wraz z holem wejściowym, z wyłączeniem przyległych pomieszczeń i przestrzeni korytarzowych pozostałych segmentów (rys. 1, 2, 3). System oddymiania w hali przewiduje mechaniczne usuwanie dymu za pomocą min. 15 punktów wyciągowych zlokalizowanych na bocznych ścianach przewodów wentylacyjnych o dolnej krawędzi na wysokości nie mniejszej niż 11 m od poziomu m i o łącznej wydajności 300 tys. m 3 /h. Otwarcie drzwi ewakuacyjnych E1 E4, E6, przez które dostarczane jest powietrze uzupełniające, będzie następować samoczynnie na sygnał z centrali pożarowej, natychmiast po wykryciu pożaru. Nawiew powietrza uzupełniającego na potrzeby oddymiania hali odbywać się będzie grawitacyjnie, poprzez drzwi prowadzące bezpośrednio na zewnątrz obiektu: E1 E4, E6 o łącznej powierzchni czynnej nie mniejszej niż 17 m 2 (rys. 1, 2). Temperatura początkowa przyjęta w symulacjach wynosi 20 C, współczynnik soot yield - 0,091. Gęstość siatki przyjęta w symulacjach w żadnym kierunku nie przekracza 0,3 m. 3/35

4 Weryfikację projektowanego systemu oddymiania przeprowadzono za pomocą analizy dwóch scenariuszy pożarowych: - scenariusz P1 (HalaChorzow_1_3) pożar w holu wejściowym, - scenariusz P2 (HalaChorzow_2_3) pożar sceny na poziomie areny. Dla obydwu scenariuszy pożarowych założono, zgodnie z wytycznymi uzyskanymi od zlecającego, że rozpoczęcie działań gaśniczych i ograniczenie rozwoju pożaru nastąpi w czasie nie dłuższym niż 420 s od rozpoczęcia pożaru (czas ten uwzględnia okres do wykrycia pożaru przyjęty jako 1 min. oraz okres dojazdu jednostek ratowniczo gaśniczych i rozpoczęcia działań gaśniczych), tj. do osiągnięcia mocy 8300 kw [11], co przedstawia wykres 2. Rozwój pożaru przyjęto zgodny z krzywą normową rozwoju pożaru NFPA 204 [2], opisaną wzorem: gdzie: Q moc pożaru [kw], Q=αt 2 α - współczynnik wzrostu pożaru = [kw/s 2 ] szybki rozwój pożaru, t czas rozwoju pożaru [s]. Stały wzrost pożaru Moc pożaru (kw) Okres inkubacji Czas (t) Czas wzrostu Czas zapłonu Wykres 1. Normowa krzywa rozwoju pożaru NFPA 204 [2]. 4/35

5 Moc pożaru [KW] Czas [min] Początek gaszenia pożaru Wykres 2. Krzywa rozwoju pożaru. Jako maksymalną szybkość wydzielania ciepła w czasie pożaru przyjęto 500 kw/m 2, zgodnie z tablicą E5 (dla teatrów) załącznika do normy EN :2002 [8]. 5/35

6 E2 E3 E Oznaczenia: - dojścia ewakuacyjne - otwór w stropie nad poziomem wyjście ewakuacyjne E1 E5 E4 Rys. 1. Rzut poziomu -3.62, lokalizacja wyjść ewakuacyjnych (E1-E5) oraz drzwi zewnętrznych przewidzianych do uzupełniania powietrza na cele oddymiania (E1-E4). 6/35

7 E7 E8 Oznaczenia: - dojścia ewakuacyjne E - otwór w stropie nad poziomem ± wyjście ewakuacyjne podciąg o dolnej krawędzi na wysokości 2,81 m od posadzki poziomu ± loża prasowa na wysokości 2,5 m od posadzki poziomu ±0.00 H=3,27 m - wysokość holu wejściowego E9 E6 E6 H=3,27 m ±0.00 E10 Rys. 2. Rzut poziomu ±0.00, lokalizacja wyjść ewakuacyjnych (E6-E10) oraz drzwi zewnętrznych przewidzianych do uzupełniania powietrza na cele oddymiania (E6). 7/35

8 punkty wyciągowe ± Rys. 3. Schemat oddymiania przekrój budynku. 8/35

9 4. Przewidywany czas ewakuacji Zgodnie z załącznikiem 2 do ekspertyzy [11] przyjęto, iż całkowity czas ewakuacji użytkowników hali, z uwzględnieniem faktu, iż w najbardziej niekorzystnym z punktu widzenia przebiegu ewakuacji scenariuszu pożarowym pożaru sceny zlokalizowanej na powierzchni areny, od strony holu wejściowego, kiedy może nastąpić odcięcie wyjść ewakuacyjnych E1, E4, E5, E6, E9 i E10 (rys. 1 i 2) wynosi 500 s (8,4 min.). 5. Analizowane parametry pożaru W zakresie analiz, mających na celu określenie szczegółowych warunków panujących w czasie pożaru w omawianym obiekcie, wykonane zostały symulacje rozkładu temperatury i zasięgu widzialności w przekrojach poprzecznych hali oraz na wysokości do 1,8 m od posadzki, zaznaczonych na rys. 4. Zgodnie z danymi literaturowymi, graniczne wartości poszczególnych parametrów, będących przedmiotem analizy, wynoszą odpowiednio: - temperatura zagrażająca życiu ludzi 60 o C (ze względu na możliwe różnice pomiędzy temperaturą otrzymaną z symulacji a temperaturą rzeczywistą, opisane w rozdz. 4, za graniczną temperaturę na drogach ewakuacyjnych otrzymaną z symulacji przyjmuje się 52 o C) [1, 3], - zasięg widzialności 10 m dla znaków wskazujących kierunek ewakuacji odbijających światło [3]. 9/35

10 E7 E8 Źródło pożaru P2 Płaszczyzna pomiarowa X2 Płaszczyzna pomiarowa X Płaszczyzna pomiarowa Z1=1,8 m od poziomu Płaszczyzna pomiarowa Z2=1,8 m od poziomu ±0.00 Płaszczyzna pomiarowa Z3=1,8 m od poziomu E9 E6 E6 Źródło pożaru P1 ±0.00 E10 Rys. 4. Lokalizacja płaszczyzn odczytu wyników. 10/35

11 6. Metodyka wykonania symulacji oraz podstawowe dane techniczne programu FDS Symulacje wykonane zostały za pomocą specjalistycznego oprogramowania Fire Dynamics Simulator (FDS), opracowanego przez National Institute of Standards and Technology U.S. Department of Commerce. FDS jest programem umożliwiającym trójwymiarowe symulacje rozwoju pożaru i rozprzestrzeniania się dymu w oparciu o techniki CFD. Bazuje on na numerycznych rozwiązaniach równań Naviera-Stokesa odpowiednich dla przepływów wywołanych ciągiem powstałym pod wpływem ognia, ze szczególnym naciskiem na transport dymu i ciepła. W czasie swego rozwoju program ukierunkowywany był na rozwiązywanie praktycznych problemów inżynierii ochrony przeciwpożarowej, stanowiąc jednocześnie narzędzie do analiz podstaw dynamiki ognia i spalania. Jak wykazały badania w skali rzeczywistej dokładności wyników uzyskiwanych w programie FDS, wartości przyrostów temperatury w warstwie dymu mogą różnić się od rzeczywistych o nie więcej niż 15%, z wyjątkiem warstwy podsufitowej, dla której różnice mogą wynosić nie więcej niż 20%. Rzeczywiste spadki widzialności są z kolei zawsze mniejsze od określonych za pomocą programu FDS, nawet do 30%. Tak więc przy ocenie warunków bezpieczeństwa pożarowego w obiekcie, aby zapewnić odpowiedni margines bezpieczeństwa, uzyskane za pomocą symulacji komputerowych z użyciem programu FDS wartości przyrostów temperatur należy zwiększać o 15%, przy czym w warstwie podsufitowej o 20%, natomiast uzyskane wartości spadku widzialności można wykorzystywać bez zmian [6, 9]. Do opisu zjawiska turbulencji w programie FDS zastosowane zostały Symulacje Wielkich Wirów (ang. - Large Eddy Simulation - LES), które opisują proces turbulentnego mieszania się gazowego paliwa i produktów spalania z powietrzem otaczającym strefę spalania. Są one stosowane w przypadku symulacji większości pożarów i określają szybkość spalania paliwa oraz rozprzestrzeniania się dymu i gorących gazów. Podstawowym założeniem, przy stosowaniu modelu LES jest to, że większość wirów powstających w procesie mieszania się gazów jest wystarczająco duża, aby mogły one z zadowalającą dokładnością być obliczane za pomocą równań dynamiki płynów. Wszystkie niewielkie ruchy wirowe są obliczane z dużym przybliżeniem lub pomijane. W programie FDS zastosowano następujące modele służące do opisu zjawisk procesowej mechaniki płynów: - model hydrodynamiczny, - model spalania, - model promieniowania cieplnego, - model przenikania ciepła przez przegrody, - model pirolizy. Model hydrodynamiczny Program FDS rozwiązuje numerycznie odpowiednią formę równań Naviera-Stokesa dla przepływów wywoływanych przez ogień, ze szczególnym naciskiem na ruch ciepła i transport dymu. Podstawowymi równaniami wykorzystywanymi w symulacjach są równania zachowania masy, momentu i energii dla rozszerzalnych termicznie, wieloskładnikowych gazów idealnych [5]: - równanie ciągłości 11/35

12 ρ + ρu = 0 t - równanie zachowania masy t ( ) ρy + ρy u = ρd Y + W i i i i i. ''' ( 6.1) ( 6.2) Równanie zachowania masy (6.2) jest rozwiązywane dla każdego składnika będącego częścią mieszaniny ulegającej spalaniu. Jednocześnie muszą być spełnione następujące warunki: N Yi = 1, i= 0 N ρdi Yi = 0 i i= 0 N W & i= 0 ''' i = 0, gdzie N oznacza ilość składników w mieszaninie. W równaniu (6.2) Y i oznacza ułamek masowy i-tego składnika, D i jest współczynnikiem dyfuzji składnika i w mieszaninie, a W szybkością wytwarzania i-tego składnika. - równanie zachowania energii Dp ( ρh) + ρhu = k T + h ρd Y q i i i r ( 6.3) t Dt i - równanie zachowania pędu u ρ + ( u ) u + p = ρg + f + τ t gdzie: D współczynnik dyfuzji, ƒ wektor sił zewnętrznych (z wyjątkiem przyciągania ziemskiego), g przyciąganie ziemskie, h współczynnik przenikania ciepła, k współczynnik przewodzenia ciepła, p ciśnienie całkowite, q r wektor promieniowania cieplnego,. ' q '' - ilość ciepła emitowanego na jednostkę objętości, T temperatura, t czas, u wektor prędkości,. W i ''' - wielkość produkcji i-tej komórki na jednostkę objętości, Y i skład masowy i-tej komórki, ρ - gęstość, τ - tensor naprężeń lepkich.. ''' i ( 6.4) 12/35

13 Model spalania W analizie procesu spalania wykorzystany został model mieszania paliwa z tlenem. Zakłada on, że wielkoskalowe zjawiska konwekcji i promieniowania są obliczane bezpośrednio, natomiast procesy o niewielkim wymiarze i krótkim czasie trwania muszą być określane na zasadzie przybliżenia. Zakłada on także, że proces spalania jest limitowany pod względem mieszania się substratów oraz, że szybkość reakcji paliwa z tlenem jest nieskończenie duża, co oznacza, że nie istnieje możliwość jednoczesnego występowania w mieszaninie zarówno tlenu jak i paliwa. W związku z tym we wszystkich elementach przestrzeni mogą być opisywane poszczególne frakcje wypełniającej je mieszaniny gazowej jako funkcja parametru Z (x,t). Proces spalania opisuje ogólna reakcja: v F Paliwo +, i voo2 vp i produkty ( 6.5) Wartości v i są współczynnikami stechiometrycznymi ogólnej reakcji spalania paliwa F w tlenie O dającej produkt P. Parametr Z definiowany jest jako: syf ( YO YO ) Z = ( 6.6) I syf + YO przy czym: vo M O s = ( 6.7) vf M F gdzie: Y - udział masowy tlenu w otaczającym powietrzu, O I Y F - udział masowy paliwa w strumieniu paliwa, M O masa molowa tlenu, M F masa molowa paliwa, Y - udział masowy tlenu w mieszaninie, O Y F - udział masowy paliwa w mieszaninie. Wartość Z waha się pomiędzy Z=1 w rejonie, w którym występuje wyłącznie paliwo do Z=0 w miejscach gdzie występuje wyłącznie czyste powietrze ( Y ) [5]. Model promieniowania cieplnego Model promieniowania cieplnego w programie FDS oparty został na równaniu ruchu ciepła na drodze promieniowania dla gazu rozpraszającego się (ang. - scattering gas): σ ( x, λ) s I λ ( x, s) = [ κ ( x, λ) + σ ( x, λ)] I( x, s) + B( x, λ) + Φ( s, s') I λ ( x, s') dω' ( 6.8) 4π gdzie: I - intensywność promieniowania o długości fali λ, λ B ( x, λ) - emisyjność źródła, 4π O 13/35

14 s jednostkowy wektor normalny, σ ( x, λ) - lokalny współczynnik rozrzutu, κ ( x, λ) - lokalny współczynnik absorpcji [5]. Prawa strona równania (6.9) opisuje zjawisko napływu gazu z różnych kierunków. Przy założeniu braku rozpraszania się gazu równanie (6.9) przyjmuje postać: s I ( x, s) = κ ( x)[ I, ( x) I( x, s)] ( 6.9) n n b n W praktyce spektrum promieniowania jest dzielone na odpowiednio wąskie pasma, z których każde analizowane jest za pomocą równania (4.10), które dla pojedynczego pasma ma postać: s I n ( x, s) = κ n ( x)[ I b, n ( x) I( x, s)], n = 1... N ( 6.10) gdzie: I - intensywność promieniowania pasma n, n I b (x) - człon źródłowy pochodzący z funkcji Plancka, κ n - odpowiedni dla pasma n współczynnik absorpcji. Człon źródłowy może być wówczas zapisany jako: 4 Ib, n = Fn ( λ min, λmax) σt / π ( 6.11) gdzie: σ - stała Stefana-Boltzmanna. Po wykonaniu obliczeń dla poszczególnych pasm następuje ich sumowanie zgodnie ze wzorem [5]: N I ( x, s) = I ( x, s). ( 6.12) n= 1 n 14/35

15 7. Wyniki symulacji P Temperatura Rozkład temperatury w płaszczyźnie pomiarowej Z2 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach 5-8. Za wartość graniczną zagrażającą życiu ludzi przyjęta została temperatura 60 o C (52 o C wg symulacji) [3], zaznaczona na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 5. Rozkład temperatury po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Rys. 6. Rozkład temperatury po czasie 300 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. 15/35

16 Rys. 7. Rozkład temperatury po czasie 360 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Rys. 8. Rozkład temperatury po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Rozkład temperatury w płaszczyźnie pomiarowej Z3 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Za wartość graniczną zagrażającą życiu ludzi przyjęta została temperatura 60 o C (52 o C wg symulacji) [3], zaznaczona na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. 16/35

17 Lokalizacja loży prasowej Rys. 9. Rozkład temperatury po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Lokalizacja loży prasowej Rys. 10. Rozkład temperatury po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. 17/35

18 Lokalizacja loży prasowej Rys. 11. Rozkład temperatury po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Maksymalna temperatura pod stropem holu wejściowego przedstawiona została na rysunku 12, zaznaczona na rysunku kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 12. Maksymalna temperatura pod stropem holu wejściowego [ o C]. 18/35

19 7.2. Zasięg widzialności Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej X1 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 13. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rys. 14. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 19/35

20 Rys. 15. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej Z2 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 16. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 20/35

21 Rys. 17. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 480 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rys. 18. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej Z3 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. 21/35

22 Lokalizacja loży prasowej Rys. 19. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Lokalizacja loży prasowej Rys. 20. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 300 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 22/35

23 Lokalizacja loży prasowej Rys. 21. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Lokalizacja loży prasowej Rys. 22. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 23/35

24 8. Wyniki symulacji P Temperatura Rozkład temperatury w płaszczyźnie pomiarowej Z1 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunku 23. Za wartość graniczną zagrażającą życiu ludzi przyjęta została temperatura 60 o C (52 o C wg symulacji) [3], zaznaczona na rysunku kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 23. Rozkład temperatury po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Rozkład temperatury w płaszczyźnie pomiarowej Z2 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunku 24. Za wartość graniczną zagrażającą życiu ludzi przyjęta została temperatura 60 o C (52 o C wg symulacji) [3], zaznaczona na rysunku kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. 24/35

25 Rys. 24. Rozkład temperatury po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Rozkład temperatury w płaszczyźnie pomiarowej Z3 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Za wartość graniczną zagrażającą życiu ludzi przyjęta została temperatura 60 o C (52 o C wg symulacji) [3], zaznaczona na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. Lokalizacja loży prasowej Rys. 25. Rozkład temperatury po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. 25/35

26 Lokalizacja loży prasowej Rys. 26. Rozkład temperatury po czasie 600 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. Lokalizacja loży prasowej Rys. 27. Rozkład temperatury po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [ o C]. 26/35

27 Maksymalna temperatura pod stropem hali przedstawiona została na rysunku 28, zaznaczona na rysunku kolorem czarnym. Pozostałe wartości temperatury należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 28. Maksymalna temperatura pod stropem hali [ o C]. 27/35

28 8.2. Zasięg widzialności Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej X2 (patrz rys.4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 29. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rys. 30. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 600 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 28/35

29 Rys. 31. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej Z1 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunku 32. Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 32. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 29/35

30 Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej Z2 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Rys. 33. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rys. 34. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 600 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 30/35

31 Rys. 35. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Rozkład zasięgu widzialności w płaszczyźnie pomiarowej Z3 (patrz rys. 4), w kolejnych minutach od rozpoczęcia pożaru przedstawiony został na rysunkach Wartości zaznaczone na rysunkach oznaczają odległość, z jakiej osoba znajdująca się w warstwie dymu jest w stanie dojrzeć znaki ewakuacyjne fluorescencyjne. Za wartość graniczną, uniemożliwiającą ewakuację, przyjęty został zasięg widzialności 10 m [3], zaznaczony na rysunkach kolorem czarnym. Pozostałe wartości zasięgu widzialności należy odczytywać na skali obok rysunku. Lokalizacja loży prasowej Rys. 36. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 210 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 31/35

32 Lokalizacja loży prasowej Rys. 37. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 390 s od rozpoczęcia pożaru [m]. Lokalizacja loży prasowej Rys. 38. Rozkład zasięgu widzialności po czasie 900 s od rozpoczęcia pożaru [m]. 32/35

33 9. Wyniki analiz i wnioski Na podstawie symulacji komputerowych przeprowadzona została analiza rozkładu zasięgu widzialności oraz temperatury w czasie pożaru stoiska wystawienniczego w holu wejściowym hali oraz sceny na powierzchni areny. Wykazała ona, iż w przypadku obydwu scenariuszy pożarowych w ciągu przewidywanego czasu ewakuacji, wynoszącego w najbardziej niekorzystnych warunkach 8,4 min., parametry uznane za uniemożliwiające bezpieczną ewakuację nie wystąpiły na żadnym z poziomów siedzeń widowni ani na wysokości loży prasowej. Zaobserwowano jednak znaczące przekroczenie analizowanych parametrów pożaru w obrębie holu wejściowego, w przypadku wystąpienia pożaru w tym holu. Analiza rozkładu temperatury pod stropem hali wykazała, iż maksymalna przewidywana temperatura, dla analizowanego scenariusza rozwoju pożaru sceny na poziomie areny, z uwzględnieniem marginesu bezpieczeństwa 20% wynosi 390 o C. Analiza rozkładu temperatury pod stropem holu wejściowego wykazała, iż maksymalna przewidywana temperatura, dla analizowanego scenariusza rozwoju pożaru w holu, z uwzględnieniem marginesu bezpieczeństwa 20% wynosi ponad 1000 o C. Oznacza to, iż dla przyjętych założeń, projektowany system wentylacji oddymiającej zapewnia, że czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiająca bezpieczną ewakuację jedynie w przypadku wystąpienia pożaru bezpośrednio w przestrzeniu hali. W związku z powyższym zaleca się wprowadzenie całkowitego zakazu stosowania i gromadzenia materiałów palnych w holu wejściowym. 33/35

34 10. Literatura 1. NFPA 92 B, "Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria and Large Areas", NFPA, 2000, Quincy, MA (USA). 2. NFPA 204, "Standard for Smoke and Heat Venting", NFPA, 2002, Quincy, MA (USA). 3. PD :2004. The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings. Human factors: Life safety strategies. Occupant evacuation, behaviour and condition. 4. J. Klote, J. Milke, "Principles of Smoke Management", ASHRAE & SFPE, 2002, SFPE, Bethesda, MD (USA). 5. Fire Dynamics Simulator Version 5 Technical Reference Guide, NIST Fire Dynamics Simulator Version 5 Users Guide, NIST BS :2003. Components for smoke and heat control systems. Functional recommendations and calculation methods for smoke and heat exhaust ventilation systems, employing steady state design fires; Code of practice. 8. EN :2002. Eurocode 1. Actions on structures. Actions on structures exposed to fire. 9. Verification and Validation of Selected Fire Models for Nuclear Power Plant Applications, Volume 7: Fire Dynamics Simulator, Final Raport, May 2007, NUREG Fire and smoke management, heating, ventilating and air-conditioning applications handbook. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA, Zdzisław Winnicki "Ekspertyza techniczna zabezpieczenia przeciwpożarowego budynków hali sportowej Miejskiego Ośrodka Rekreacji i Sportu w Chorzowie przy ul. Dąbrowskiego 113" 34/35

35 Załącznik 1. Certyfikat potwierdzający ukończenie kursu w zakresie wykonywania symulacji komputerowych 35/35