SYMULACJA KOMPUTEROWA CFD ZADYMIENIA GARAŻU PODZIEMNEGO DLA POTRZEB OCENY WARUNKÓW EWAKUACJI I SKUTECZNOŚCI PROJEKTOWANEGO SYSTEMU ODDYMIANIA

Transkrypt

1 INBEPO Sp. z o.o. Siedziba: ul. Ignacego Domeyki 9a Wrocław Biuro tel.: Biuro: ul. Krzycka 90f inbepo@inbepo.pl Web: SYMULACJA KOMPUTEROWA CFD ZADYMIENIA GARAŻU PODZIEMNEGO DLA POTRZEB OCENY WARUNKÓW EWAKUACJI I SKUTECZNOŚCI PROJEKTOWANEGO SYSTEMU ODDYMIANIA Obiekt: GARAŻ POD BUDYNKIEM MIESZKALNYM, UL. JESIONOWA, WROCŁAW Zleceniodawca: APA HUBKA ul. Grottgera 7, Wrocław Nr zlecenia: Data: Wersja: Uwagi: A Raport końcowy do konsultacji Opracowali: mgr inż. Karol Kaczor mgr inż. Janusz Paliszek

2 SPIS TREŚCI 1.0 Zakres i cel opracowania Ogólna charakterystyka obiektu Opis programu FDS Założenia i metodologia analizy CFD Wyniki symulacji Wnioski i zalecenia 35 ZAŁĄCZNIKI A Literatura 38 B Dodatkowe wydruki wyników symulacji 39

3 12-083_A Raport CFD warunków ewakuacji i zadymienia Garaż w budynku mieszk. ul. Jesionowa, Wrocław ZAKRES I CEL OPRACOWANIA Niniejsza analiza CFD dotyczy zamkniętych garaży w budynku mieszkalnym zlokalizowanym przy ul. Jesionowej we Wrocławiu. Celem niniejszej analizy jest sprawdzenie, czy system wentylacji bezkanałowej projektowany dla przedmiotowego garażu spełnia warunki instalacji oddymiającej, wymaganej dla garaży zamkniętych o powierzchni przekraczającej 1500 m 2 - zgodnie z 277 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późn. Zm.). Wymagania techniczne dla instalacji wentylacji oddymiającej zawarte są w 270 Warunków Technicznych. Zgodnie z zapisem w punkcie 1 270, przedmiotowa analiza ma za zadanie zweryfikować, czy projektowany system wentylacji oddymiającej garaży usuwa dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację. W rozpatrywanym systemie oddymiania zastosowane zostaną wentylatory wywiewne klasy co najmniej F , dlatego też - w kontekście wymogów analiza warunków działania ekip ratowniczo-gaśniczych nie jest konieczna. Jednakże ze względu na istotne znaczenie tego aspektu działania systemu oddymiania w niniejszym opracowaniu zawarto również informację o warunkach w przestrzeni garaży po przewidywanym czasie dotarcia na miejsce ekip ratowniczo-gaśniczych (tj. po minutach od początku pożaru). W ramach przedmiotowej analizy wykonano prognozy stopnia zadymienia garażu dla wybranych reprezentatywnych scenariuszy pożarowych a następnie ocenę warunków widzialności i temperatury w w/w przestrzeni. W celu prognozy stopnia zadymianie obiektu przeprowadzono szczegółową analizę z wykorzystaniem oprogramowania CFD (ang. Computational Fluid Dynamics Numeryczna Mechanika Płynów). Symulacje komputerowe oparte na metodzie CFD są zaawansowanym narzędziem stosowanym w inżynierii bezpieczeństwa pożarowego. Pozwalają one na szczegółową analizę rozprzestrzeniania się dymu i ciepła w budynkach ogarniętych pożarem. Niniejsze opracowanie nie obejmuje swoim zakresem analizy skuteczności działania systemu wentylacji bezkanałowej w trybie wentylacji bytowej. INBEPO Sp. z o.o. 2

4 2.0 OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU Rozpatrywane garaże zamknięte są częścią budynku mieszkalnego, wielorodzinnego. Obejmują dwie kondygnacje podziemne i parter. Przestrzenie garaży podziemnych połączone są rampą wjazdową i stanowią funkcjonalnie wspólną przestrzeń. Każdy z poziomów garaży podziemnych stanowi odrębną strefę pożarową i posiada zamykaną bramę pożarową. Garaże na poziomie 0 posiadają dwie oddzielne bramy wjazdowe, ponieważ są oddzielnymi strefami pożarowymi. Powierzchnia całkowita kondygnacji podziemnej -2 wynosi ok. 3770,0 m 2. Przybliżona powierzchnia oddymiana (netto) garażu na poziomie -2 wynosi około 3130,0 m 2. Powierzchnia całkowita kondygnacji podziemnej -1 wynosi ok. 3770,0 m 2. Przybliżona powierzchnia oddymiana (netto) garażu na poziomie -1 wynosi około 3070,0 m 2. Powierzchnia całkowita kondygnacji 0 wynosi ok. 2120,0 m 2. Przybliżona powierzchnia oddymiana (netto) garażu na poziomie 0 wynosi około 1210,0 m 2. Wysokość przestrzeni garażowej znajduje się w przedziale od 2,55 m do 3,16 m na poziomach -1 i -2 oraz od 2,35 m do 2,60 m na poziomie 0. Stropy nad garażem wykonane są jako belkowo-grzybkowe w związku z czym podciągi/grzybki lokalnie obniżają wysokość stropu w przedziale od 2,40 m do 3,00 m na poziomach -1 i -2 oraz od 2,40 m do 2,50 m na poziomie 0. Z przestrzeni garaży na poziomach -1 i -2 dostępnych jest sumarycznie po sześć wyjść ewakuacyjnych na kondygnację. Na poziomie 0 dostępnych jest sumarycznie pięć wyjść ewakuacyjnych wliczając bramy wjazdowe. Z większości obszarów garażu istnieje możliwość ucieczki w dwóch kierunkach, a obszary z możliwością ucieczki w jednym kierunku są niewielkie. W przypadku pożaru wyjścia ewakuacyjne nie mają żadnych restrykcji i dostęp do nich nie jest ograniczony. Garaż jest przeznaczony dla mieszkańców budynku mieszkalnego, którego użytkownikami będą przede wszystkim osoby z nim zaznajomione. Najbardziej niekorzystna długość przejścia ewakuacyjnego w rozpatrywanym garażu wynosi 45 m. Ze względu na fakt, że bramy wjazdowe będą posiadać możliwość automatycznego otwarcia/zamknięcia w przypadku pożaru, istnieje możliwość dostępu do garażu przez jednostki ratowniczo-gaśnicze, jednakże z powodu zbyt dużego nachylenia rampy zjazdowej pomiędzy poziomami -1 i -2 (18%) nie uwzględniono bramy jako wyjścia ewakuacyjnego dla osób przebywających w garażu. Nie dotyczy to bram wjazdowych do garaży na poziomie 0, gdzie zalicza się je jako dodatkowe wyjścia ewakuacyjne. W przedmiotowej części garażu przewiduje się miejsca postojowe: dla 108 samochodów na poziomie -2, dla 98 aut na poziomie -1, dla 59 pojazdów na poziomie ±0. Szczegółowe założenia dotyczące systemów ppoż. w rozpatrywanym garażu podano w punkcie 4.1 niniejszego opracowania. INBEPO Sp. z o.o. 3

5 Rysunek 1. Rzut garażu na kondygnacji -2 z zaznaczonymi wysokościami INBEPO Sp. z o.o. 4

6 Rysunek 2. Rzut garażu na kondygnacji -1 z zaznaczonymi wysokościami INBEPO Sp. z o.o. 5

7 Rysunek 3. Rzut garaży na kondygnacji 0 z zaznaczonymi wysokościami INBEPO Sp. z o.o. 6

8 Rysunek 4. Przekrój podłużny przez budynek INBEPO Sp. z o.o. 7

9 3.0 OPIS PROGRAMU FDS 3.1 NAZWA I WERSJA PROGRAMU W przedmiotowej analizie wykorzystano program komputerowy Fire Dynamics Simulator (FDS) wersja z października 2010 r. oraz kompatybilny z nim pakiet wizualizacyjny Smokeview. 3.2 PODSTAWOWE CECHY PROGRAMU FDS FDS jest komputerowym modelem opartym na metodzie CFD, przeznaczonym do analizy zjawisk związanych z rozprzestrzenianiem się dymu i ciepła w warunkach pożaru. Program opracowany został przez National Institute of Standards and Technology (NIST) w Stanach Zjednoczonych, przy współpracy z fińskim instytutem naukowo-badawczym VTT. Od ponad 10 lat program FDS jest stale rozwijany i obecnie jest on jednym z najpopularniejszych modeli CFD stosowanych w inżynierii bezpieczeństwa pożarowego. Należy zaznaczyć, iż w procedurach organizacyjno-technicznych opublikowanych przez Biuro Rozpoznawania Zagrożeń Komendy Głównej PSP w sprawie spełnienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego w inny sposób niż to określono w przepisach techniczno-budowlanych [7], program FDS został dopuszczony do stosowania w szczegółowych analizach inżynierskich dotyczących wpływu pożarów na ludzi i mienie a także analizach wydajności systemów bezpieczeństwa pożarowego. Wraz z programem FDS dostarczany jest pakiet Smokeview, który służy do graficznej prezentacji otrzymanych wyników. W wykonanych symulacjach zastosowano tzw. wielkowirowy model turbulencji (LES). Poniżej zamieszczono skrótowy opis kluczowych elementów systemu FDS. Szczegółowy opis programu zawarty jest dokumentacji technicznej udostępnianej przez NIST [1-5]. 3.3 KLUCZOWE MODELE MATEMATYCZNO - FIZYCZNE PROGRAMU FDS Model radiacji Równanie opisujące transport ciepła poprzez radiację jest rozwiązywane numerycznie przy użyciu algorytmu podobnego do Metody Objętości Skończonych. Transport ciepła poprzez radiację jest analizowany w 100 dyskretyzowanych kierunkach, co pozwala na osiągnięcie dobrych rezultatów bez nadmiernych nakładów mocy obliczeniowej. Model spalania W przedmiotowej symulacji wykorzystano jednostopniowy model spalania bazujący na zachowywanej wielkości skalarnej Z (ang. mixture fraction). Wielkość ta, wyznaczana dla każdej komórki obliczeniowej, określa jaka część gazu w danym punkcie przestrzeni jest paliwem lub też produktem spalania paliwa. Powyższy model spalania oparty jest na założeniu, iż proces spalania zależy od możliwości mieszania się substratów (tj. paliwa oraz tlenu). Zakłada on również, iż reakcja paliwa z tlenem przebiega nieskończenie szybko. Warunki brzegowe Wszystkim powierzchniom ciał stałych wewnątrz domeny obliczeniowej przypisane są właściwości fizyczne (gęstość, przewodność cieplna oraz ciepło właściwe) a także informacje dotyczące ich podatności na proces spalania. Transport masy i ciepła z i do powierzchni ciał stałych (np. ścian, sufitów i innych obiektów znajdujących się w danej domenie obliczeniowej) opisywany jest uproszczonymi wzorami empirycznymi. INBEPO Sp. z o.o. 8

10 Model hydrodynamiczny FDS rozwiązuje numerycznie układ równań Naviera-Stokesa właściwych dla przepływów o niskich prędkościach, typowych dla zjawisk transportu dymu i ciepła wymuszonych pożarem. Solver programu rozwiązuje podstawowe równania zachowania masy, momentu i energii. Ponieważ powyższy układ równań nie może być rozwiązany metodami analitycznymi, konieczne jest zastosowanie metod numerycznych, w których domena obliczeniowa podzielona jest na trójwymiarową siatkę niewielkich komórek obliczeniowych. Solver programu oblicza warunki fizyczne odrębnie wewnątrz każdej komórki jako funkcję czasu. Model turbulencji zastosowany w przedmiotowych symulacjach oparty jest na wersji Smagorinskiego metody symulacji wielkowirowych (LES). Równania transportu rozwiązywane w symulacjach LES są otrzymywane po przefiltrowaniu zależnych od czasu równań Naviera-Stokesa. Podczas procesu filtrowania wiry, których wielkość jest mniejsza od rozmiaru siatki obliczeniowej nie są bezpośrednio obliczane, a uśrednione skutki ich działania są ujmowane w tak zwanym modelu podsiatkowym. 3.4 SPOSÓB DEFINICJI MODELU Geometria rozpatrywanego obiektu oraz wszystkie parametry wymagane do opisu danego scenariusza są wprowadzane do programu w postaci pliku wsadowego, który jest plikiem tekstowym tworzonym przez użytkownika. Domena obliczeniowa, w której przeprowadzana jest symulacja opisywana jest zazwyczaj przy pomocy kilku połączonych siatek obliczeniowych. Program FDS bazuje na siatce strukturalnej prostopadłościennej. W przedmiotowej analizie wykorzystano siatki jednorodne. Wszystkie elementy geometrii rozpatrywanego obiektu muszą ściśle pokrywać się z komórkami siatki obliczeniowej. Poszczególne elementy budynku takie jak ściany, stropy, słupy czy podciągi są reprezentowane przez jeden lub kilka prostopadłościennych bloków o cechach materiałowych odpowiadających danemu elementowi. Warunki brzegowe mogą być przypisywane do zadanych obszarów na granicy domeny obliczeniowej lub do powierzchni bloków reprezentujących ściany, stropu itd. 3.5 WERYFIKACJA PROGRAMU FDS Poprawność działania programu FDS została szczegółowo zweryfikowana przez NIST oraz inne ośrodki naukowo-badawcze. W ramach weryfikacji programu FDS dokonano min.: Porównania wyników symulacji z wynikami eksperymentów w skali naturalnej przeprowadzonych specjalnie na potrzeby weryfikacji programu Porównania wyników symulacji z wynikami innych eksperymentów w skali naturalnej i laboratoryjnej, których wyniki opublikowano w literaturze naukowotechnicznej Porównania wyników symulacji z obserwacjami dokonanymi podczas zaistniałych pożarów W przypadku typowych symulacji dla celów inżynierskich, w których rozpatrywany jest jedynie transport dymu i ciepła, program FDS wyznacza prędkości przepływu i temperatury z dokładnością 5 do 20%, w zależności od przyjętej rozdzielczości siatki obliczeniowej. INBEPO Sp. z o.o. 9

11 4.0 ZAŁOŻENIA I METODOLOGIA ANALIZY CFD 4.1 ZAŁOŻENIA WYNIKAJĄCE Z PROJEKTU ARCHITEKTONICZNEGO I PROJEKTÓW BRANŻOWYCH W przedmiotowej symulacji CFD przyjęto następujące założenia wynikające z projektu architektoniczno-budowlanego, projektów branżowych a także danych otrzymanych od zleceniodawcy Geometrię budynku przyjęto na podstawie rysunków dostarczonych przez Zleceniodawcę w styczniu 2013 r Założono, iż w częściach objętych przedmiotową analizą obiekt będzie wyposażony w następujące systemy ochrony przeciwpożarowej: System sygnalizacji pożarowej zaprojektowany wg PKN-CEN/TS Zakłada się zastosowanie punktowych czujek dymu. Instalacja oświetlenia awaryjnego Oddymianie rozpatrywanych garaży zamkniętych realizowane będzie systemem wentylacji mechanicznej bezkanałowej strumieniowej wg opisu w punkcie 4.2 niniejszego opracowania Założono, iż zarządca budynku będzie utrzymywał systemy bezpieczeństwa pożarowego w stanie sprawności technicznej, w tym przeprowadzał przewidziane w przepisach i dokumentacji tych systemów przeglądy techniczne. Założono również, iż użytkownicy garażu (tj. przede wszystkim mieszkańcy budynku) zostaną zaznajomieni z zasadami postępowania na wypadek powstania pożaru np. poprzez wywieszone w budynku (w widocznych miejscach) odpowiednie instrukcje. 4.2 SYSTEM ODDYMIANIA Elementy systemu oddymiania garaży (Rys. 3-5) W przedmiotowych garażach proponowany jest bezkanałowy strumieniowy system oddymiania. Zalecana wielkość strefy oddymiania zgodnie z BS w przypadku systemu bezkanałowego strumieniowego powinna wynosić nie więcej niż 2000 m 2, co jest zachowane w przedmiotowych garażach. Dla przedmiotowego garażu można wyodrębnić po dwie strefy oddymiania (SO) oraz odpowiadające im strefy detekcji (SD) na poziomach 1 i -2 oraz dwie strefy oddymiania na poziomie 0 (stanowią jednocześnie strefy pożarowe). Powierzchnia oddymiania każdej ze stref wynosi odpowiednio: Strefa Oddymiania A1/-2 (SO/A1/-2) 1500,0 m 2 Strefa Oddymiania B1/-2 (SO/B1/-2) 1630,0 m 2 Strefa Oddymiania A1/-1 (SO/A1/-1) 1450,0 m 2 Strefa Oddymiania B1/-1 (SO/B1/-1) 1630,0 m 2 Strefa Oddymiania A1/ 0 (SO/A1/ 0) 640,0 m 2 Strefa Oddymiania B1/ 0 (SO/B1/ 0) 570,0 m 2 Wydajność całkowita systemu oddymiania jest jednakowa dla obydwu stref na poziomach -1/-2 i wynosi m 3 /h. Wydajność całkowita systemu oddymiania na poziomie 0 wynosi m 3 /h dla strefy SO/A1 lub SO/B1. INBEPO Sp. z o.o. 10

12 System przewiduje zastosowanie wspólnego zestawu urządzeń obsługującego wszystkie trzy kondygnacje poprzez zastosowanie odpowiednich wysterowań. Powietrze kompensacyjne doprowadzane będzie wyłącznie grawitacyjnie poprzez dedykowane punkty nawiewu grawitacyjnego oraz bramy wjazdowe na poziomie 0. Punkty nawiewne Punkty nawiewne mają za zadanie doprowadzanie powietrza kompensacyjnego dla systemu oddymiania bez nadmiernego zaburzania warstwy gorącej dymu. Prędkość powietrza uzupełniającego w punktach nawiewnych nie przekroczy dozwolonych 5 m/s dla dróg ewakuacyjnych, a przewidywana obliczeniowo prędkość wynosi do 2,5 m/s. W związku z powyższym sumaryczna powierzchnia czynna nawiewów w danej strefie pożarowej garażu nie powinna być mniejsza niż 20,0 m 2 na poziomach -1 lub -2 oraz 20,0 m 2 na poziomie 0 (uwzględniając przezierność kratek/siatek/rzeczywiste pole przepływu przez klapy itp. oraz licząc w najwęższym przekroju na drodze przepływu od czerpni do wylotu w garażu). Górna krawędź kratek nawiewnych będzie na wysokości do 1,6 m gdy punkt nawiewny znajduje się w strefie oddymianej i jest aktywny. W innym przypadku nie ma ograniczenia wysokości (np. nawiew ze strefy sąsiedniej nie objętej pożarem). Punkty wywiewne Punkty wywiewne mają za zadanie usuwanie dymu oraz ciepła (szczególnie w późniejszym czasie od momentu powstania pożaru) z przestrzeni podsufitowej garażu. Stąd górna ich krawędź znajdować się będzie bezpośrednio pod stropem. Wentylatory strumieniowe W przedmiotowym garażu zaproponowano zastosowanie sumarycznie 18 wentylatorów strumieniowych o wydajności około 1,70 m³/s Wentylatory strumieniowe będą wyposażone w kierownice w celu ominięcia przeszkód przez wytworzony strumień powietrza Zgodnie z przyjętymi założeniami do analizy CFD rzędne spodu wentylatorów liczone od poziomu podłogi wynoszą: Poziom -2 Lokalizacja wentylatora Nr wentylatora Poziom spodu wentylatora strumieniowego * SO A1/-2 1, 2, 3 2,40 m SO B1/-2 4, 5, 6 2,40 m 7, 8 2,1 m INBEPO Sp. z o.o. 11

13 Poziom -1 Lokalizacja wentylatora Nr wentylatora Poziom spodu wentylatora strumieniowego * SO A1/-1 1, 2, 3 2,40 m 4, 5 2,40 m SO B1/-1 6 2,55 m 7, 8 2,10 m Poziom 0 Lokalizacja wentylatora Nr wentylatora Poziom spodu wentylatora strumieniowego * SO A1/0 1 2,20 m SO B1/0 2 2,10 m * rzędna wentylatorów strumieniowych nie niżej niż 2,0 m, jednakże zaleca się umieszczenie wentylatorów na minimalnej wysokości spodu 2,10 m (lub wyżej zgodnie z wartościami powyżej) tak aby uniknąć potencjalnych uszkodzeń przez pojazdy Klasa urządzeń oddymiających Przewidywana temperatura dymu wyciąganego z przestrzeni garaży na poziomach -1/-2 nie przekroczy 400 o C, stąd przyjęto za uzasadnione zastosowanie wentylatorów wywiewnych klasy F 400 /120. Na poziomie 0 ze względu na zastosowanie mniejszych wydajności oddymiania przewidywana temperatura dymu wyciąganego z przestrzeni garaży przekracza 400 o C, stąd przyjęto za uzasadnione zastosowanie wentylatorów wywiewnych klasy F 600 /60. W analizie sprawdzono temperatury oddziałujące na wentylatory strumieniowe. Na poziomach -1 i -2 temperatury prognozowane w miejscach zainstalowania wentylatorów strumieniowych są w zdecydowanej większości przypadków znacznie poniżej temperatury granicznej 300 C. Jedynie w przypadku pożaru zlokalizowanego w bezpośredniej bliskości wentylatora strumieniowego możliwe jest wystąpienie (z reguły w późniejszym stadium pożaru) temperatury wyższej niż 300 C. Ponieważ system wentylacji strumieniowej jest systemem rozproszonym, działającym w oparciu o dużą ilość indywidualnych wentylatorów, awaria pojedynczego urządzenia nie ma istotnego znaczenia dla ogólnego funkcjonowania całego systemu. Ponadto w przypadku obszarów garażu podzielonych na kilka (np. dwie) stref oddymiania, decydujący wpływ na poprawne funkcjonowanie systemu oddymiania mają wentylatory strumieniowe usytuowane w strefie oddymiania w której nie wystąpił pożar (daleko od źródła pożaru). Dlatego też możliwe oraz technicznie uzasadnione jest zastosowanie w systemie wentylatorów jet-fan klasy temperaturowej F 300. Na poziomie 0 przewiduje się również zastosowanie wentylatorów strumieniowych klasy temperaturowej F 300 ze względu na niewielki udział w trybie wentylacji oddymiającej (pojedynczy wentylator strumieniowy w jednej strefie pożarowej) po wyznaczonym na ewakuację czasie RSET. INBEPO Sp. z o.o. 12

14 Przegrody dymowe Na granicy stref oddymiania SO/A i SO/B projektuje się stałe przegrody dymowe od wysokości 2,20 m do stropu powyżej, służące ograniczeniu rozprzestrzeniania się dymu do strefy/obszaru nieobjętego pożarem. Przegrody dymowe mogą być wykonane z materiałów bądź elementów odpornych na działanie gorącego dymu takich jak blacha (np. falista), płyta GK lub mogą je stanowić elementy konstrukcji (podciąg / belka) etc. Rysunek 5. Widok modelu 3D dla poziomów -1/-2 (podobieństwo geometrii i parametrów systemu oddymiania) z lokalizacją pożarów przyjętych w opracowaniu Rysunek 6. Widok modelu 3D dla poziomu 0 z lokalizacją pożarów przyjętych w opracowaniu INBEPO Sp. z o.o. 13

15 4.2.2 Strategia sterowania systemem oddymiania dla wszystkich stref oddymiania (po wykryciu pożaru): Przyjmuje się jednostopniowy system detekcji pożaru i alarmowania. Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/A1/-2 (Rys. 15) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć wszystkie punkty nawiewne doprowadzające powietrze wymienne do strefy SO/A1/-2 i SO/B1/-2 (w przypadku zastosowania klap/żaluzji) Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólne szachty nawiewne i wywiewny Zamknąć bramę pożarową do garażu Otworzyć klapy w punkcie W A.1/-2 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylatory strumieniowe o numerach: 1,2,3 (/-2) Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/B1/-2 (Rys. 16) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć wszystkie punkty nawiewne doprowadzające powietrze wymienne do strefy SO/A1/-2 i SO/B1/-2 (w przypadku zastosowania klap/żaluzji) Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólne szachty nawiewne i wywiewny Zamknąć bramę pożarową do garażu Otworzyć klapy w punkcie W B.1/-2 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylatory strumieniowe o numerach: 4,5,6,7,8 (/-2) Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/A1/-1 (Rys. 17) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć wszystkie punkty nawiewne doprowadzające powietrze wymienne do strefy SO/A1/-1 i SO/B1/-1 (w przypadku zastosowania klap/żaluzji) Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólne szachty nawiewne i wywiewny Zamknąć bramę pożarową do garażu Otworzyć klapy w punkcie W A.1/-1 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylatory strumieniowe o numerach: 1,2,3 (/-1) INBEPO Sp. z o.o. 14

16 Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/B1/-1 (Rys. 18) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć wszystkie punkty nawiewne doprowadzające powietrze wymienne do strefy SO/A1/-1 i SO/B1/-1 (w przypadku zastosowania klap/żaluzji) Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólne szachty nawiewne i wywiewny Zamknąć bramę pożarową do garażu Otworzyć klapy w punkcie W B.1/-1 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylatory strumieniowe o numerach: 4,5,6,7,8 (/-1) Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/A1/0 (Rys. 19) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć bramę wjazdową do garażu do uzupełnienia powietrza kompensacyjnego Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólny szacht wywiewny Otworzyć klapy w punkcie W A.1/0 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylator strumieniowy numerze 1/0 Wysterowania dla przypadków pożaru w SO/B1/0 (Rys. 20) Włączyć tablicę ostrzegawczą nad wjazdem do garażu W przypadku pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej zatrzymać instalację bytową (przełączając wentylację w tryb wentylacji pożarowej) Bezzwłocznie otworzyć bramę wjazdową oraz punkt nawiewny (w przypadku zastosowania na nim klap) w celu uzupełnienia powietrza kompensacyjnego Zamknąć wszystkie klapy na kondygnacjach/w strefach pożarowych nie objętych pożarem ze względu na wspólny szacht wywiewny Otworzyć klapy w punkcie W B.1/0 Bezzwłocznie uruchomić wyciąg dymu na pełną wydajność systemu m 3 /h Po czasie opóźnienia ok. 240 sekund od wykrycia pożaru włączyć wentylator strumieniowy numerze 2/0 Uwaga: 1. Przyjęto jednostopniowe działanie systemu automatyki pożarowej tzn. zadziałanie pojedynczej czujki dymu jest równoznaczne z wykryciem pożaru w danej strefie i uruchomieniem urządzeń ochrony przeciwpożarowej wg powyższej strategii. 2. Powyższe zestawienie uwzględnia jedynie zdarzenia i skutki istotne z punku widzenia działania systemu oddymiania w garażu podziemnym. Przy opracowaniu matrycy sterowań dla systemu sygnalizacji pożarowej należy uwzględnić wszystkie zdarzenia i odpowiadające im wysterowania. INBEPO Sp. z o.o. 15

17 Rysunek 7. Schemat ogólny działania wentylacji oddymiającej (wszystkie elementy systemu) na kondygnacji -2 INBEPO Sp. z o.o. 16

18 Rysunek 8. Schemat ogólny działania wentylacji oddymiającej (wszystkie elementy systemu) na kondygnacji -1 INBEPO Sp. z o.o. 17

19 Rysunek 9. Schemat ogólny działania wentylacji oddymiającej (wszystkie elementy systemu) na kondygnacji 0 INBEPO Sp. z o.o. 18

20 4.3 POŻARY PROJEKTOWE W ramach przedmiotowej analizy wykonano symulacje CFD uwzględniające następujące lokalizacje pożarów (po jednym w strefie oddymiania): A1 pożar w obszarze stref SO/A1/-1 B1 pożar w obszarze stref SO/B1/-1 A1 pożar w obszarze stref SO/A1/-2 B1 pożar w obszarze stref SO/B1/-2 Lokalizacje pożarów dla powyższych przypadków przedstawiono na rysunkach nr 7,8,9. W niniejszym raporcie zaprezentowano wyniki finałowych symulacji dla reprezentatywnych / niekorzystnych przypadków (po jednym dla każdej strefy oddymiania). Założono pożar opisany krzywą kwadratową właściwą dla pożarów o średniej prędkości rozwoju (medium-fast growing fire). Rysunek 10. Krzywa rozwoju pożaru na przykładzie pożaru A/-1 Przyjęto pożar rozwijający się wg powyższej krzywej dla minimalnego czasu symulacji równego 900 s (tj. aż do osiągnięcia mocy Q 900s =8 MW). Przyjęto powierzchnię pożaru A f =16 m 2 tj. reprezentującą dwa pojazdy co jest równoznaczne z osiągnięciem maksymalnej mocy pożaru. Właściwości dymu przyjęto przy założeniu jak dla tworzywa sztucznego o średniej dymotwórczości (patrz punkt 4.3.1). INBEPO Sp. z o.o. 19

21 4.3.1 Współczynnik emisji dymu W przedmiotowej analizie założono, iż główną grupą materiałów ulegających spalaniu w przypadku pożaru w parkingu podziemnym stanowić będą tworzywa sztuczne występujące w elementach samochodów. Dodatkowo spalaniu ulec mogą opony samochodów (guma), paliwo obecne w bakach samochodów (benzyna / olej napędowy) oraz niewielka ilość materiałów celulozowych (drewno / papier / bawełna) występujących w przedmiotach przewożonych w poszczególnych pojazdach. Poniżej podano współczynnik emisji dymu dla przykładowych materiałów z powyższych grup (dla spalania płomieniowego, w dobrych warunkach dostępu tlenu): Polietylen / Polipropylen Nylon Polistyren Guma silikonowa Benzyna Drewno y s =0.060 kg/kg y s =0.075 kg/kg y s =0.160 kg/kg y s =0.076 kg/kg y s =0.038 kg/kg y s =0.015 do kg/kg Powyższe wartości współczynników emisji dymu odczytano z tabel i podręcznika SFPE [10] oraz innych uznanych źródeł literaturowych. Ze względu na duże różnice pomiędzy stopniem dymotwórczości poszczególnych materiałów oraz niemożnością oszacowania ich procentowego udziału w spalanej mieszaninie zadecydowano, iż do symulacji komputerowej przyjęte następujące uśrednione właściwości : współczynnik emisji dymu (zmienna SOOT_YIELD) y s =0.08 kg/kg, skład chemiczny (na potrzeby stechiometrii reakcji) CH 1.8 O 0.17 N 0.17, zbliżony do tworzywa sztucznego takiego jak nylon Część energii wydzielanej przez promieniowanie cieplne Proporcja pomiędzy częścią energii wydzielonej z pożaru poprzez promieniowanie cieplne, w stosunku do mocy całkowitej pożaru determinowana jest w programie FDS poprzez zmienną RADIATIVE_FRACTION. W przedmiotowej analizie przyjęto wartość domyślną tej zmiennej równą 0,20. INBEPO Sp. z o.o. 20

22 4.4 SIATKA OBLICZENIOWA W rozpatrywanych analizach domenę obliczeniową opisano przy użyciu od 2 do 4 siatek o rozdzielczości 0,20x0,20x0,20 m zastosowanej w całym modelu, o łącznej ilości komórek obliczeniowych od 0,50 mln (poziom 0) do 2,30 mln (poziom -1/-2) w zależności od przypadku obliczeniowego. Wartość współczynnika kształtu komórki dla siatek obliczeniowych wynosi 1.0 co jest zgodne z zaleceniami zawartymi w literaturze [1]. Na potrzeby symulacji komputerowej przyjęto wysokości garażu odpowiadające wielkości siatki obliczeniowej w kierunku Z wynoszące 2,60 m; 3,00 oraz 3,30 m. Dodatkowo przyjęto 50% wypełnienie garażu pojazdami zaparkowanymi w sposób równomierny na przestrzeni całego garażu. W przedmiotowej analizie przestrzegano zaleceń dotyczących prawidłowego stosowania modeli CFD w symulacjach pożarowych [8] i [9]. 4.5 ZAŁOŻENIA DOTYCZĄCE PRZEWIDYWANEGO CZASU EWAKUACJI Całkowity czas potrzebny dla ewakuacji (RSET) osób przebywających w garażu podziemnym objętym przedmiotową analizą wyznaczono w oparciu o rekomendacje dokumentu technicznego PD : 2004 [11] Podstawowe założenia dotyczące ewakuacji W przedmiotowej analizie przyjęto następujące założenia: Obiekt będzie wyposażony w jednostopniowy system sygnalizacji pożarowej Dla przyjętego pożaru projektowego można założyć, iż wykrycie pożaru nastąpi w czasie nie dłuższym niż 60 sekund od momentu powstania pożaru (Δt det =60 s). Sygnalizatory alarmu pożarowego zostaną uruchomione bezpośrednio po wykryciu pożaru (Δt a =0 s) Założono, iż w garażu znajdować się będą przede wszystkim osoby znające budynek, czyli mieszkańcy (użytkownicy kategorii A bez ryzyka snu). Rozpatrywany garaż ze względu na kształt można określić jako małoskomplikowaną geometrię (obiekt kat. B1). Szerokość dróg i wyjść ewakuacyjnych jest adekwatna do ilości osób mogących przebywać w obiekcie. Nie przewiduje się obecności w obiekcie personelu ochrony. Jednakże ze względu na jednoprzestrzenny charakter garażu (osoby w nim przebywające będą świadome faktu zaistnienia pożaru) założono czasy do podjęcia ewakuacji jak dla poziomu zarządzania obiektem M2. Czas dojścia do wyjść ewakuacyjnych na poziomach -1 i -2 nie przekracza 45 m i długości 30 m na poziomie 0. Przyjęty scenariusz pożarowy oraz wysterowania systemu oddymiania w analizie CFD obejmuje uruchomienie wentylatorów strumieniowych po czasie opóźnienia 240 s od momentu wykrycia pożaru Czas do podjęcia ewakuacji (Δt pre ) Dla obiektów o kategorii użytkowników A, stopniu komplikacji geometrii B1, z zainstalowanym systemem wykrywania pożaru (A1) oraz poziomem zarządzania M2 tabela C.1 dokumentu PD podaje czas do rozpoczęcia ewakuacji (Δt pre ) odpowiednio: 60 sekund dla pierwszych osób podejmujących ewakuację Δt pre(1st percentile) kolejne 120 sekund dla ostatnich osób podejmujących ewakuację Δt pre(99th percentile) INBEPO Sp. z o.o. 21

23 Na kondygnacji 0 ze względu na niewielką powierzchnię, małą ilość użytkowników garażu, jak również niewielkie długości przejść (długość garażu A0 wynosi około 45 m a B0 wynosi około 35 m) należy spodziewać się szybszej reakcji osób przebywających w pomieszczeniu. Jest mało prawdopodobne aby sygnał ostrzegawczy z SAP oraz inne sygnały pochodzące od innych osób obecnych w garażu w połączeniu z widocznymi oznakami wystąpienia pożaru t.j dym oraz potencjalnie odczuwalny jego zapach, były ignorowane przez osoby przebywające w garażu. Stąd dla tak niewielkiego garażu zasadne jest aby spodziewać się reakcji osób jak dla przypadku bezpośrednio przy pożarze, czyli znacznie szybszej niż sugeruje to dokument PD jak dla ostatnich osób podejmujących ewakuację. Istotne jest to, że przedmiotowy garaż nie zawiera dodatkowych pomieszczeń przeznaczonych na stały pobyt ludzi, których użytkownicy zmuszeni byliby do ewakuacji przez potencjalnie zadymiony garaż. Tak więc dla tak prostego obiektu jak otwarta przestrzeń niewielkiego garażu wymagany przez dokument maksymalny normowy czas podjęcia ewakuacji jest uznany za zbyt długi a zastosowany zredukowany czas do podjęcia ucieczki przez ostatnie osoby w garażu uznaje się za wystarczający. Zgodnie z powyższym do obliczeń czasu bezpiecznej ewakuacji dla poziomu 0 przyjęto, że czas do podjęcia ewakuacji dla ostatnich osób wynosi 50% normowego czasu Δt pre(99th percentile) = 60s Czas dojścia do strefy bezpiecznej (Δt trav ) Najbardziej niekorzystna długość przejścia ewakuacyjnego w rozpatrywanym garażu wynosi do 45 m na poziomach -1/-2 oraz 30m na poziomie 0. Zgodnie z punktem D.1 dokumentu PD , przyjęto średnią prędkość poruszania się ludzi po poziomych drogach ewakuacyjnych równą S=1,2 m/s. Maksymalny czas dojścia do strefy bezpiecznej (klatki schodowej) na poziomach -1/-2 wynosi ok. Δt trav = 38 s. Maksymalny czas dojścia do strefy bezpiecznej (klatki schodowej/bramy) w garażach na poziomie 0 wynosi ok. Δt trav = 25 s. Ponieważ w rozpatrywanych garażach dostępna jest adekwatna ilość wyjść ewakuacyjnych przyjęto, iż gęstość rozmieszczenia osób nie będzie miała wpływu na ich prędkość poruszania się Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji (RSET) Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji z przestrzeni garaży dla poziomów -1/-2 wynosi: RSET 1% = Δt det + Δt a + Δt pre,1% + Δt trav =158 s, przyjęto 160 s dla pierwszych osób podejmujących ewakuację RSET 99% = Δt det + Δt a + Δt pre,99% + Δt trav =278 s, przyjęto 300 s dla ostatnich osób podejmujących ewakuację Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji z przestrzeni garaży dla poziomu 0 wynosi: RSET 1% = Δt det + Δt a + Δt pre,1% + Δt trav =145 s, przyjęto 150 s dla pierwszych osób podejmujących ewakuację RSET 99% = Δt det + Δt a + Δt pre,99% + Δt trav =205 s, przyjęto 210 s dla ostatnich osób podejmujących ewakuację Ze względu na relatywnie dużą ilość wyjść ewakuacyjnych oraz ich równomierne rozmieszczenie przyjmuje się, że czas przejścia do najbliższego wyjścia będzie INBEPO Sp. z o.o. 22

24 decydującym czynnikiem w całkowitym czasie ucieczki Kryteria bezpiecznej ewakuacji Warunki bezpiecznej ewakuacji oceniono na podstawie kryterium widzialności na wysokości 1,80 m nad posadzką oraz kryterium temperatury dymu. Na podstawie dokumentu BS PD przyjęto wartości odpowiednio: o Zasięg widzialności co najmniej 10 m (dla elementów odbijających światło), o Temperatura dymu na przejściach ewakuacyjnych nieprzekraczająca 60 o C. W większości przypadków rozpatrywanych w niniejszym opracowaniu decydujące znaczenia ma kryterium zasięgu widzialności (tzn. krytyczne poziomy widzialności na drogach ewakuacyjnych jest przekraczany szybciej niż krytyczny poziom temperatury) Kryteria dodatkowej analizy dotyczącej warunków działania ekip gaśniczych Dla przedmiotowego garażu nie ma konieczności przeprowadzenia takiej analizy. Jednakże w niniejszej analizie przedstawiono wyniki symulacji zadymienia i temperatury w czasie minimum t=600 sekund, dla temperatury granicznej 100 C na wysokości 1,5 m nad poziomem posadzki. INBEPO Sp. z o.o. 23

25 5.0 WYNIKI SYMULACJI 5.1 Scenariusz A1 Pożar projektowy w strefie SO/A1/-1 Rysunek 11. Lokalizacja pożaru A1 w strefach SO/A1 Czas 160 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 24

26 Czas 300 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 25

27 5.2 Scenariusz B1 - Pożar projektowy w strefie SO/B1/-1 Rysunek 12. Lokalizacja pożaru B1 w strefach SO/B1 Czas 160 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 26

28 Czas 300 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 27

29 5.3 Scenariusz A1 Pożar projektowy w strefie SO/A1/-2 Rysunek 13. Lokalizacja pożaru A1 w strefach SO/A1 Czas 160 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 28

30 Czas 300 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 29

31 5.4 Scenariusz B1 - Pożar projektowy w strefie SO/B1/-2 Rysunek 14. Lokalizacja pożaru B1 w strefach SO/B1 Czas 160 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 30

32 Czas 300 s Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 300 s Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 31

33 5.5 Scenariusz A0 - Pożar projektowy w strefie SO/A0 Rysunek 15. Lokalizacja pożaru A0 w strefie SO/A0 Czas 150 s : Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 32

34 5.6 Scenariusz B0 - Pożar projektowy w strefie SO/B0 Rysunek 16. Lokalizacja pożaru B0 w strefie SO/B0 Czas 150 s : Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji pierwszych osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Zakres widzialności 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Zakres temperatury 1,80 m nad posadzką koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania Czas 210 s : Wizualizacja zadymienia koniec ewakuacji ostatnich osób w strefie oddymiania INBEPO Sp. z o.o. 33

35 6.0 WNIOSKI I ZALECENIA 6.1 Warunki w Strefie Detekcji/Oddymiania objętej pożarem Poziomy -1/-2: Wyniki przeprowadzonej analizy CFD wykazują, iż dla wszystkich rozpatrywanych przypadków pożarowych w czasie 160 sekund potrzebnym na opuszczenie rejonu bezpośrednio przyległego do miejsca postojowego objętego pożarem (tj. w odległości do 30 m od miejsca pożaru) zapewniona jest w tym obszarze widzialność elementów odbijających światło powyżej 10 m na poziomie 1,80 m nad posadzką. Ponadto istnieje możliwość ucieczki do strefy oddymiania nieobjętej pożarem, a tym samym niezadymianej. W przyjętym czasie potrzebnym do końca ewakuacji (300 sekund) wciąż istnieją warunki spełniające wymogi bezpiecznej ewakuacji, gdyż istnieje możliwość bezpiecznej ucieczki w co najmniej jednym kierunku (dostęp do co najmniej jednego wyjścia ewakuacyjnego). Należy zwrócić uwagę na fakt, że z większości obszaru garażu zapewniona jest możliwość ucieczki w dwóch kierunkach. Jednocześnie temperatura warstwy gorącej dymu na drogach przejść ewakuacyjnych (poza obszarem bezpośrednio nad miejscem pożaru) jest poniżej wartości granicznej (tj. 60 o C). We wszystkich przypadkach stwierdzono, że warunki zapewniające bezpieczną ucieczkę ze strefy oddymiania objętej pożarem są zapewnione przez dłuższy czas niż przyjęty RSET 300 s. Ponadto wentylatory strumieniowe zostaną uruchomione z opóźnieniem o dodatkowe 15 s powyżej przyjętego czasu RSET. Poziom 0: W czasie potrzebnym do opuszczenia strefy oddymiania objętej pożarem (150 sekund) wciąż istnieją warunki spełniające wymogi bezpiecznej ewakuacji gdyż istnieje możliwość bezpiecznej ucieczki w co najmniej jednym kierunku (dostęp do co najmniej jednego wyjścia ewakuacyjnego). Należy zwrócić uwagę na fakt, że dla garażu B0 istnieje możliwość ucieczki w dwóch kierunkach z całego obszaru garażu, a w przypadku garażu A0 obszar z jednym kierunkiem ucieczki jest stosunkowo niewielki (szacowana długość przejścia 25m). Jednocześnie temperatura warstwy gorącej dymu na drogach przejść ewakuacyjnych (poza obszarem bezpośrednio nad miejscem pożaru) jest poniżej wartości granicznej (tj. 60 o C). Stwierdzono, że warunki zapewniające bezpieczną ucieczkę ze strefy objętej pożarem są zapewnione co najmniej przez przyjęty czas RSET 210 s. INBEPO Sp. z o.o. 34

36 6.2 Warunki dla czasu potrzebnego do bezpiecznej ucieczki w strefach oddymiania nie objętych pożarem (poziomy -1/-2). Dla wszystkich rozpatrywanych przypadków, po czasie 300 s od początku pożaru, poza strefą oddymiania objętą pożarem, występuje całkowity brak zadymienia co oznacza, że wszystkie wyjścia ze stref oddymiania nie objętych pożarem są dostępne a widzialność jest powyżej wartości granicznej. Temperatura na wysokości 1,80 m nad posadzką prognozowana dla czasu t=300 sekund pozostaje poniżej wartości granicznej (tj. 60 o C) dla przeważającego obszaru garażu. 6.3 Warunki po czasie potrzebnym do bezpiecznej ucieczki Poziomy -1/-2: Do czasu 600s dla wszystkich przypadków pożarowych w strefie objętej pożarem należy spodziewać się całkowitego jej zadymienia. Dla wszystkich przypadków pożarowych do czasu 600 sekund strefy sąsiednie nie objęte pożarem ulegają nieznacznemu zadymieniu. Zadymieniu ulegają jedynie obszary w pobliżu granicy stref oddymiania. Poziom 0: Należy spodziewać się całkowitego zadymienia po czasie 210s (poniżej wartości widzialności 10m) Warunki działań ekip ratowniczo-gaśniczych Jako dodatkowy element analizy (Załącznik B) sprawdzono warunki dla działań ekip ratowniczo-gaśniczych. Poziomy -1-2: Dla analizowanych scenariuszy pożarowych w czasie t=10 minut (przyjętym umownie jako początek akcji ratowniczo-gaśniczej) temperatury w przestrzeni parkingu pozostają poniżej wartości dopuszczalnej (tj.100 o C), za wyjątkiem obszaru bezpośrednio przyległego do miejsca pożaru. Układ zadymienia umożliwia w każdym z analizowanych przypadków na dotarcie do miejsca pożaru przez obszary wolne od znacznego zadymienia. Można uznać, że warunki do przeprowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej w rozpatrywanym garażu są spełnione. Poziom 0: Dla scenariuszy pożarowych A1/0 i B1/0 w czasie t=10 minut (przyjętym umownie jako początek akcji ratowniczo-gaśniczej) temperatury w przestrzeni parkingu pozostają poniżej wartości dopuszczalnej (tj.100 o C), za wyjątkiem obszaru bezpośrednio przyległego do miejsca pożaru. Ze względu na niewielkie rozmiary garażu oraz możliwość dojścia do pożaru z zewnątrz przez bramę, można uznać że warunki do przeprowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej są spełnione. INBEPO Sp. z o.o. 35

37 6.5. Wnioski Biorąc pod uwagę wyniki symulacji CFD przedstawione powyżej należy uznać, iż projektowany system wentylacji oddymiającej zapewnia wymagany poziom bezpieczeństwa pożarowego dla ludzi przebywających w obszarze parkingu, a zatem spełnia wymogi 270 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późn. Zm.) 6.6 Zalecenia 6.7 Uwagi Ponieważ w analizowanych przypadkach pożarowych stwierdza się lokalne (punktowe) strefy w których miejscowe wartości zasięgów widzialności są poniżej 10 m przed przewidywanym czasem ewakuacji ostatnich użytkowników z przestrzeni garażu zaleca się zastosowanie podświetlanych znaków ewakuacyjnych. Widzialność znaków podświetlanych jest niemal 3-krotnie większa od elementów odbijających światło. Aby zapobiec sytuacji, w której samochody wjeżdżają do parkingu podziemnego w czasie pożaru zaleca się umieszczenie nad wjazdem do garażu podświetlanej tablicy ostrzegawczej Pożar zakaz wjazdu do garażu, która włączana będzie w przypadku wykrycia pożaru w garażu podziemnym. Biorąc pod uwagę, że wyniki niniejszej analizy CFD przedstawione powyżej dotyczą konkretnych przypadków projektowych, wszelkie zmiany dotyczące proponowanego systemu oddymiania lub obciążenia pożarowego powinny być skonsultowane w autorem niniejszego opracowania w celu zatwierdzenia bądź przeprowadzenia dodatkowych analiz. INBEPO Sp. z o.o. 36

38 ZAŁĄCZNIK A LITERATURA [1] McGrattan K.B., Klein B., Hostikka S., Floyd J., Fire Dynamics Simulator (Version 5), User s Guide, NIST Special Publication , [2] McGrattan K.B., Hostikka S., Floyd J., Baum H., Rehm R., Mell W., McDermot R.., Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide Volume 1: Mathematical Model, NIST Special Publication , [3] McDermot R., McGrattan K.B., Hostikka S., Floyd J., Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide Volume 2: Verification, NIST Special Publication , [4] McGrattan K.B., Hostikka S., Floyd J., Klein B., Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide Volume 3: Validation, NIST Special Publication , [5] Forney G.P, User s Guide for Smokeview Version 5 - A Tool for Visualizing Fire Dynamics Simulation Data, NIST Special Publication , [6] Jaworski Z., Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej I procesowej, AOW EXIT, 2005 [7] Procedury organizacyjno-techniczne w sprawie spełnienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego w inny sposób niż to określono w przepisach technicznobudowlanych, w przypadkach wskazanych w tych przepisach, oraz stosowania rozwiązań zamiennych, zapewniających nie pogorszenie warunków ochrony przeciwpożarowej, w przypadkach wskazanych w przepisach przeciwpożarowych, KG PSP, 2008 [8] Smardz P., Paliszek-Saładyga J., Zalecenia dotyczące prawidłowego stosowania modelu CFD w symulacjach pożarowych dla programu Fire Dynamics Simulator, VI Konferencja Międzynarodowa Bezpieczeństwo Pożarowe Budowli, SGSP, Warszawa 2008 [9] N. Gobeau, H.S. Ledin, C.J. Lea. Guidance for HSE Inspectors: Smoke movement in complex enclosed spaces - Assessment of Computational Fluid Dynamics, HSL/2002/29 [10] Society of Fire Protection Engineers, SFPE handbook of Fire Protection Engineering, 3 rd Edition, 2003 [11] PD : 2004 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings. Part 6: Human Factors: Life safety strategies Occupant evacuation, behaviour and condition (SUB-system 6). [12] Mizieliński B., Systemy oddymiania budynków, WNT, 1999 [13] H Morgan et al. Design methodologies for smoke and heat exhaust ventilation, BRE Publication 368, 1999 [14] BD 2552 Fire spread in car parks, BRE, 2010 [15] BS : 2006 Components for smoke and heat control systems Part 7: Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks. INBEPO Sp. z o.o. 37

39 ZAŁĄCZNIK B DODATKOWE WYDRUKI WYNIKÓW SYMULACJI I RYSUNKI B.1 Scenariusz A1 - Pożar projektowy w strefie SO/A1/-1 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 38

40 B.2 Scenariusz B1 - Pożar projektowy w strefie SO/B1/-1 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 39

41 B.3 Scenariusz A1 - Pożar projektowy w strefie SO/A1/-2 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 40

42 B.4 Scenariusz B1 - Pożar projektowy w strefie SO/B1/-2 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 41

43 B.5 Scenariusz A0 - Pożar projektowy w strefie SO/A0 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) INBEPO Sp. z o.o. 42

44 Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 43

45 B.6 Scenariusz B0 - Pożar projektowy w strefie SO/B0 Zakres temperatur 1,80 m nad posadzką (czas t=420 s) po czasie ewakuacji Wizualizacja zadymienia (czas t=420 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=600 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=600 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=900 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=900 s) Zakres temperatur 1,50 m nad posadzką (czas t=1200 s) dla wartości granicznej 100 ºC. Wizualizacja zadymienia (czas t=1200 s) INBEPO Sp. z o.o. 44