Analiza CFD działania instalacji oddymiania grawitacyjne go w pr odukcyjno-ma gazynowej NETBOX w Czachor owie wydanie 1

Transkrypt

1 Analiza CFD działania instalacji oddymiania grawitacyjne go w pr odukcyjno-ma gazynowej NETBOX w Czachor owie wydanie 1 J.P.PROJEKT Jacek Podyma ul. Polska 74, 6-41 Poznań tel fax. 61 / biuro@jpp.com.pl, Jednostka opracowująca Pracownia Projektowa mgr inż. Paweł Praczyk, Zleceniodawca ul. Duńska 17, 64-1 Leszno. Rozbudowa, przebudowa budynku produkcyjno-magazynowego NETBOX Czachorowo 54, Gm. Gostyń Jedn. ewid. 342_5 Gostyń obszar wiejski, nazwa i adres inwestycji obręb 3 Czachorowo, dz.nr ewid. 118/12; 118/17; 118/18; 118/19, 118/2; 118/21; 118/31; 118/36; 118/37; 118/42 Autorzy opracowania Zakres opracowania Opracował Opracował Imię i nazwisko Podpis inż. Jacek Podyma mgr inż. arch. Mariusz Sobczak Data Poznań, Sierpień 216 r. Miejsce i data opracowania 1

2 Spis treści opracowania I. DANE WYJŚCIOWE Przedmiot opracowania Cel opracowania Opis obiektu, zakres opracowania i szczegóły instalacji...4 II. WYZNACZENIE CZASÓW EWAKUACJI Warunki ewakuacji w obiekcie Warunki ewakuacji w strefie Kategoria użytkowników Kategoria obiektu oraz personelu wg PD Przyjęty model obliczeniowy czasów ewakuacji wg PD : Część obliczeniowa czasów reakcji Całkowity czas ewakuacji z hali (czas opuszczenia hali przez wszystkich użytkowników) Czas ewakuacji z danej strefy dymowej do sąsiedniej strefy wolnej od dymu...11 III. SYMULACJE FDS Założenia przyjęte do symulacji FDS Analiza dojazdu ekip ratowniczych Metodyka analizy Cechy i wersja programu FDS Weryfikacja i walidacja FDS Modele matematyczno-fizyczne programu FDS Dokładność wyników symulacji komputerowych Założenia podstawowe (warunki technologiczne, temperatura, ciśnienie) Scenariusze pożarowe przyjęte do analizy Kryteria oceny w scenariuszach pożarowych Gęstość siatki obliczeniowej CFD (przyjęto do wszystkich scenariuszy ) Określenie czasu od momentu powstania pożaru do uruchomienia instalacji tryskaczowej tsa dla scenariusza S1 i S Źródło pożaru przyjęte do scenariusza S1, S Weryfikacja wyników FDS legenda Część analityczno - wynikowa z podziałem na scenariusze pożarowe Scenariusz S Charakterystyka i założenia do scenariusza S Opis scenariusza: Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2, m [ C] Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2,8 m [ C] Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 7,6 m [ C] Wyniki przewidywany rozkład widoczności na wysokości 2, m [m] Podsumowanie scenariusza S Wyniki bezpieczeństwo ekip ratowniczych Prędkość powietrza na drogach ewakuacji Scenariusz S

3 6.2.1 Charakterystyka i założenia do scenariusza S Opis scenariusza: Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2, m [ C] Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2,8 m [ C] Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 7,6 m [ C] Wyniki przewidywany rozkład widoczności na wysokości 2, m [m] Podsumowanie scenariusza S Wyniki bezpieczeństwo ekip ratowniczych Prędkość powietrza na drogach ewakuacji...35 IV. Wnioski Symulacje pożaru Warunki ewakuacji Bezpieczeństwo ekip ratowniczych Podsumowanie Temperatura gazów pożarowych...37 Bibliografia

4 I. DANE WYJŚCIOWE 1. Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest analiza CFD funkcjonowania systemu oddymiania grawitacyjnego w budynku produkcyjno-magazynowym Netbox w Czachorowie 54, Gm. Gostyń. Zakład Netbox prowadzi działalność w zakresie nadruku barwnego na różnorodnego typu opakowaniach z kartonu w technice offsetowej. Analiza przeprowadzono zostaje z uwagi na przebudowę i rozbudowę obiektu. 2. Cel opracowania Celem niniejszego opracowania jest weryfikacja za pomocą metod analizy numerycznej funkcjonowania modyfikowanego systemu oddymiania grawitacyjnego w pomieszczeniach magazynowo-produkcyjnych zakładu pligraficznego. Analiza systemu ma na celu sprawdzenie warunków panujących w obiekcie w zakresie: przewidywanej widoczności oraz temperatury na drogach i przejściach ewakuacyjnych podczas trwania pożaru. Zapewnienie warunków bezpiecznej ewakuacji w obiekcie podczas trwającego pożaru stanowić będzie kryterium weryfikacji skuteczności projektowanych systemów oddymiania mechanicznego. przewidywanej temperatury maksymalnej w strefie podsufitowej. przewidywanej prędkości przepływu powietrza pod kurtynami dymowymi oraz przez otwory napowietrzające. Prędkość przepływu powietrza poniżej stanu granicznego stanowić będzie kryterium do weryfikacji, skuteczności projektowanych systemów oddymiania mechanicznego. przewidywanej temperatury podczas szacowanego czasu rozpoczęcia akcji ratowniczogaśniczej przez Jednostkę Ratowniczo-gaśniczą Straży Pożarnej. 3. Opis obiektu, zakres opracowania i szczegóły instalacji. Przedmiotem inwestycji jest rozbudowa hali produkcyjno-magazynowej podzielona na projektowane segmenty. Zakres analizy obejmuje przebudowę i rozbudowę obiektu między pionowymi osiami konstrukcyjnymi od A1 do Z1. W przedmiotowy zakres obiektu wchodzi cześć istniejąca budynku, posiadająca 9 stref dymowych oznaczonych jako: IZD1, IZD2, IZD3, IZD4, IZD5, IZD6, IZD7, IZD8, IZD9, oraz części nowo-projektowane ze strefami dymowy oznaczonymi jako ZD1, ZD2, ZD3,ZD15. Łącznie w zakresie opracowani występuje 13 stref dymowych. Lokalizację stref, oznaczenia oraz zakres opracowania przedstawiono na rysunku poniżej. Strefy Dymowe IZD8 i IZD9 obejmują fragment przebudowywanego obiektu, w której część stref dymowych stanowi podcień. W przypadku pożaru dym wydostaje się spod podcienia do w/w stref dymowych. W celu zapewnienia niezbędnej powierzchni czynnej klap oddymiających, w obrębie stref IZD8 i IZD9 zaprojektowano dodatkowe klapy dymowe. Analiza CFD obejmuje scenariusze pożarowe w obrębie projektowanego podcienia. Jako rozwiązanie odbiegające od wytycznych PN-B wymaga weryfikacji. Pozostałe strefy dymowe zostały zaprojektowane w oparciu o PN-B

5 Ilustracja 1: Zakres opracowania z podziałem na strefy dymowe Strefy dymowe wchodzące w zakres opracowania wyposażone zostały w system grawitacyjny oddymiający zaprojektowany w oparciu o PN-B Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła, Zasady projektowania Poniżej przedstawiono zestawienie elementów systemu oddymiania z uwzględnieniem podziały na strefy dymowe. Hala magazynowa (istn. pom nr.2) 1. IZD1 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 75, m2 = 22,5 m2 Istniejące klapy dymowe w hali magazynowej 8 szt. x 2,1 m2 = 16,8 m2 Projektowane klapy dymowe w hali magazynowej 3 szt. x 2,8 m2 = 8,4 m2 Suma klap dymowych 16,8 m2 + 8,4 m2 = 25,2 m2 > min. 22,5 m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych: bramy wewn. 4 x 4,5m; 4 x4 m; 4 x 4m = 5, m2 > min. 46,8 m2 Hala produkcyjna (istn. pom nr.22) 2,3. IZD2, IZD3- Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali produkcyjnej 1,2% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 1,2% 1282 m2 = 15,38 m2 Istniejące klapy dymowe w hali produkcyjnej 5 szt. x 2,1 m2 = 1,5 m2 Projektowane klapy dymowe w hali magazynowej 2 szt. x 2,8 m2 = 5,6 m2 Suma pow. klap dymowych 1,5 m2 + 5,6 m2 = 16,1 m2 > min. 15,38 m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych: bramy 4 x 4,5m; 4 x 4m; 4 x 4,5m = 52, m2 > min. 29,9 m2 Hala magazynowa (istn. pom nr.23) 4. IZD4- Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 769,5 m2 = 23,85 m2 Istniejące klapy dymowe w hali magazynowej 8 szt. x 2,1 m2 = 16,8 m2 5

6 Projektowane klapy dymowe w hali magazynowej 3 szt. x 2,8 m2 = 8,4 m2 Suma klap dymowych 16,8 m2 + 8,4 m2 = 25,2 m2 > min. 23,85 m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych brama zewn. 4 x 4,5m; 4 x 4m; 3,64 x 5m = 52,2 m2 > min. 46,8 m2 Hala produkcyjna (istn. pom. nr.26) 5. IZD5- Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 1,5% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych dla pom. Nr.26: Acz = 1,5% 1 288m2 = 19,32 m2 Istniejące kapy dymowe w hali łącznika 1 szt. x 2,27 m2 = 22,7 m2 > min. 19,32m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych bramy wewn. 5 x 5m; 4 x 4, 6 m; 4 x 4m= 59,4 m2 > min. 42,12 m2 Hala produkcyjna (istn. pom. nr.26 i część pom 3.2) 6. IZD6 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 1,5% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych dla pom. Nr.26: Acz =1,5% m2 = 28,38 m2 Klapy dymowe w hali łącznika 15 szt. x 2,27 m2 = 34,5 m2 > min. 28,38 m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych bramy wewn. 5x5m; 4x4,6 m; 4x4m; 3,86x4,2m = 74,92 m2 > min. 63,18 m2 Hala magazynowa (istn. pom. nr.46) 7. IZD7 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 196,1 m2 = 32,88 m2 Istniejące klapy dymowe w hali magazynowej 1 szt. x 3,39 m2 = 33,9 m2 > min. 32,88 m2 Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych: brama wewn. 3 x 3,6; 5 x 4,6 m; 4 x 4,6 m; 4,2 x 4,6 m = 71,52 m2 > min. 68,77 m2 Hala produkcyjna (istn. pom. nr.45; część proj. pom. nr 3.2) 8. IZD8 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi: dla hali produkcyjnej 1,5% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych: powierzchnia czynna klap dymowych dla istniejącego pom. nr.45 i 3.2: Acz = 1,5% 2 638m2 = 39,57 m2 Istniejące klapy dymowe w hali produkcyjnej 22 szt. x.79m2 =17,38m2 Proj. klapy dymowe w hali produkcyjnej 8 szt. x 2,8 m2 =22,4m2 Suma pow. klap dymowych 17,38 m2 + 22,4 m2 = 39,78 m2 > min. 39,57 m2 W poprzek hali magazynowej kurtyna dymowa o wysokości 5, m. Kurtyna z blachy trapezowej. Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych: bramy wewn. 4 x 4,6m; 4 x 4,6m, 4,2 x 4,6; 4,2 x 4,6m; 15 m2 przejazdu = 9,44m2 > min. 89,93 m2 Hala produkcyjna (istn. pom. nr.45; część proj. pom. nr 3.2; 5.1) 9. IZD9- Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi: dla hali produkcyjnej 1,5% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych: powierzchnia czynna klap dymowych dla istniejącego pom. nr.45; 3.2 i 5,1: Acz = 1,5% m2 = 36,43 m2 Istniejące klapy dymowe w hali produkcyjnej 22 szt. x.79m2 =17,38m2 Proj. klapy dymowe w hali produkcyjnej 7 szt. x 2,8 m2 =19,6 m2 Suma pow. klap dymowych 17,38 m2 + 19,6 m2 = 36,98 m2 > min. 36,43 m2 W poprzek hali magazynowej kurtyna dymowa o wysokości 5, m. Kurtyna z blachy trapezowej. Otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych: bramy wewn. 4,2 x 4,6m; 4 x 4,6m; 4 x 4,6m, 4,2 x 4,6; 15 m2 przejazdu = 9,44 m2 > min. 84,73 m2 Hala produkcyjno-magazynowa (pom. Nr 2.1) 1. ZD1 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 588,17m2 = 17,65 m2 Zaprojektowano klapy dymowe: w hali łącznika 8 szt. x 2,27 m2 = 18,16 m2 > min. 17,65 m2 6

7 Zaprojektowano otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych 37,8 m2 (bramy zewnętrzne i brama wewnętrzna do pomieszczenia 2.1) > min. 33,7 m2 Hala produkcyjno-magazynowa (pom. Nr 2.2) 11. ZD2 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 296,42 m2 = 8,89 m2 Zaprojektowano klapy dymowe: w hali produkcyjnej 4 szt. x 2,27 m2 = 9,8 m2 > min. 8,89 m2 Zaprojektowano otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych 33,3m2 (bramy zewnętrzne i bramy wewnętrzne do pomieszczenia 2.1 i 2.3) > min. 16,85 m2 Hala produkcyjno-magazynowa (pom. nr 2.3 i 2.4) 12. ZD3 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 3% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 3% 1159,28 m2 = 34,78 m2 Zaprojektowano klapy dymowe: w hali produkcyjnej 16 szt. x 2,27 m2 = 36,32 m2 > min. 34,78 m2 Zaprojektowano otwory nawiewne: Wymagana powierzchnia otworów nawiewnych 68,36m2 (bramy zewnętrzne i brama wewnętrzna do pomieszczenia 2.3) > min. 67,39 m2 Hala produkcyjna (3.1 i 3.2) 13. ZD14 - Udział % powierzchni klap w stosunku do powierzchni podłogi dla hali magazynowej 2,1% przy czym jest to minimalna powierzchnia czynna klap dymowych. powierzchnia czynna klap dymowych: Acz = 2,1% 31,38 m2 = 6,51 m2 Zaprojektowano klapy dymowe: w hali magazynowej 3 szt. x 2,27 m2 = 6,81 m2 > min. 6,51 m2 wymagana powierzchnia otworów nawiewnych 12,64 m2 - w hali produkcyjnej: brama zewn. i przejście 24,44 m2 > min. 12,64 m2 7

8 Ilustracja 2: Schemat obiektu z lokalizacją scenariuszy pożarowych 8

9 II. WYZNACZENIE CZASÓW EWAKUACJI 4. Warunki ewakuacji w obiekcie 4.1. Warunki ewakuacji w strefie Szczegółowe warunki budowlane w obiekcie przedstawiono w opracowaniu projektowym, lokalizację wyjść ewakuacyjnych przedstawiono na ilustracjach lokalizacji scenariuszy Kategoria użytkowników Przyjęta kategoria użytkowników: A użytkownicy czuwający i zaznajomieni 4.3. Kategoria obiektu oraz personelu wg PD Szczegółowe określenie kategorii obiektu oraz personelu, wg PD następuje przez wyznaczenie podstawowych parametrów dotyczących: A systemów alarmowania B kategorii złożoności obiektu M sposobu zarządzania ewakuacją Do dalszej analizy przyjęto: M2 A1 B1 A1 Detekcja automatyczna, uruchomienie instalacji tryskaczowej B1 Jednokondygnacyjny prosty budynek M2 Osoba dyżurna nie zawsze obecna 4.4. Przyjęty model obliczeniowy czasów ewakuacji wg PD :24 Ilustracja 3: schemat procesów ewakuacji wg PD :24 9

10 Obliczenia wykonano na podstawie PD :24 ; trset = Δtd + Δta+ Δtreak + Δtprzej + Δtmargin. gdzie: ASET- dostępny czas bezpiecznej ewakuacji (DCBE) (ucieczki) (Available Safe Escape Time ASET) to czas od powstania pożaru do momentu przekroczenia parametrów krytycznych w danej przestrzeni budynku RSET (WCBE) - wymagany czas bezpiecznej ewakuacji (WCBE) (ucieczki) (Required Safe Escape Time RSET) to czas od powstania pożaru do momentu, gdy wszystkie osoby przebywające w określonej przestrzeni budynku będą w stanie dotrzeć do miejsca bezpiecznego. Δtd - czas detekcji, czyli czas od zainicjowania pożaru do czasu jego wykrycia przez system sygnalizacji pożarowej lub przez użytkowników. W przedmiotowej analizie czas detekcji przyjęto na 12s. Jest to czas uruchomienia instalacji SSP przez element detekcji lub czas do uruchomienia przycisku ROP. Δta - czas alarmowania, czyli czas od momentu detekcji do czasu ogłoszenia alarmu. W przedmiotowej analizie czas ten przyjęto na s, gdyż włączenie alarmu II stopnia następuje automatycznie, bez potwierdzenia go przez osobę dyżurną. Δ treak czas reakcji na zdarzenie, czas pomiędzy czasem, w którym nastąpiła pierwsza reakcja a czasem, w którym został wykonany pierwszy ruch w kierunku wyjścia. Δ treak = t pre1% (czas reakcji pierwszych kilku osób) + t pre99% (czas reakcji pozostałych osób) wg PD czasy reakcji dla kategorii zachowań użytkowników M2 A1 B1 oraz poziomie A wynoszą odpowiednio: Δ treak = 6s + 12s = 18s Zgodnie z wytycznymi PD w przypadku kiedy zagrożenie występuje w jednym pomieszczeniu i w którym wszyscy użytkownicy mają bezpośredni kontakt z tym zagrożeniem, rozpoczęcie ewakuacji następuje relatywnie szybko i jej czas uzależniony jest od czasu reakcji pierwszych kilku osób. Osoby przebywające w bezpośrednim sąsiedztwie zagrożenia (dotyczy obszaru strefy dymowej) rozpoczną ewakuację zgodnie z czasem reakcji pierwszych kilku osób Δ treak = t pre1% (6s) Δtprzej - czas przejścia (przemieszczania) użytkowników budynku- wyznaczono na podstawie przeprowadzonych symulacji oraz weryfikujących obliczeń ewakuacji w warunkach projektowanych Δtmargin margines bezpieczeństwa 4.5. Część obliczeniowa czasów reakcji. Przy wyznaczeniu czasu ewakuacji z obszaru hali magazynowo-produkcyjnej należy uwzględnić czas opuszczenia przez użytkowników strefy pożarowej, w której nastąpił pożar do strefy sąsiedniej wolnej od dymu (pierwsza faza ewakuacji w której użytkownicy przedostają się do strefy bezpiecznej) a następnie czas, w którym użytkownicy opuszczają halę czyli przedostają się do odrębnej strefy pożarowej Całkowity czas ewakuacji z hali (czas opuszczenia hali przez wszystkich użytkowników) Obliczenia wykonano przy założeniach: wyjścia lub wyjście ewakuacyjne w strefie pożaru, lub zlokalizowane w bezpośrednim sąsiedztwie pożaru zostają odcięte. Ewakuowani przemieszają się w kierunku sąsiedniej strefy i wyjść ewakuacyjnych czas reakcji założono wg PD przyjmując czasy reakcji pierwszych kilku osób + czas reakcji pozostałych pozostałych. w analizie uwzględniono obliczeniowy przepływ przez drzwi ewakuacyjne czas końca ewakuacji przyjęto w momencie opuszczenia hali przez wszystkich użytkowników ilości ewakuujących się osób przyjęto wg 236 ust.6 W.T. jak dla magazynów 1os. /3 m2, 1

11 zakres wskaźnik [m²/os] Powierzchnia [m²] ilość osób łącznie w strefie td + t a Treak 1% czas reakcji dla pierwszych kilku osób Treak 99% czas reakcji dla większości osób długość przejścia [m] prędkość przemieszczania[m/s] czas przemieszczania [s] łączna szerokość wyjść ewakuacyjnych [m] czas przepływu przez wyjścia ewakuacyjne [s] czas przemieszczania łącznie [s] RSET / WCBE [s] wymagany czas bezpiecznej ewakuacji WYNIKI OBLICZEŃ - RSET IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD ZD ZD ZD ZD Dla założeń symulacji ewakuacji przyjęto najbardziej niekorzystne położenie ewakuowanych pod względem długości przejść ewakuacyjnych. Ilości ewakuujących się osób przyjęto wg 236 ust.6 W.T. jak dla magazynów 1os /3m. Tym samym prognozowany całkowity wymagany czas bezpiecznej ewakuacji (RSET) z całej powierzchni hali w zakresie opracowania do odrębnej strefy pożarowej lub na zewnątrz obiektu wynosi ok 38 s Czas ewakuacji z danej strefy dymowej do sąsiedniej strefy wolnej od dymu. Obliczenia wykonano przy założeniach: ewakuacja rozpoczyna się nie wcześniej niż od momentu uruchomienia alarmu II stopnia czas reakcji ze względu na bezpośredni kontakt użytkowników ze źródłem pożaru jest uzależniony od reakcji kilku pierwszych osób przyjęty wg PD W przypadku stref dymowych o niewielkich gabarytach gdzie pożar jest widoczny z każdego miejsca ewakuacja następuje nie później niż po alarmie II stopnia w analizie nie uwzględniono czasu przepływu przez drzwi ewakuacyjne gdyż ewakuacja odbywa się w przestrzeni hali ilości ewakuujących się osób przyjęto wg 236 ust.6 W.T. jak dla magazynów 1os. /3 m2, 11

12 wskaźnik [m²/os] Powierzchnia [m²] ilość osób łącznie w strefie td + t a Treak 1% czas reakcji dla pierwszych kilku osób Treak 99% czas reakcji dla większości osób długość przejścia [m] prędkość przemieszczania[m/s] czas przemieszczania [s] czas przepływu przez wyjścia ewakuacyjne [s] czas przemieszczania łącznie [s] RSET / WCBE [s] wymagany czas bezpiecznej ewakuacji IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD IZD ZD ZD ZD ZD łączna szerokość wyjść ewakuacyjnych [m] zakres WYNIKI OBLICZEŃ - RSET W przypadku strefy dymowej, w której wybuchł pożar, użytkownicy rozpoczną ewakuację zdecydowanie wcześniej głównie ze względów psychologicznych. Dla najmniej korzystnego scenariusza przyjmuje się że użytkownicy rozpoczną ewakuację nie później niż po alarmie II stopnia. W przypadku osób w przestrzeni objętej pożarem (strefie dymowej) użytkownicy Ci są dodatkowo ostrzegani przez dym i widok pożaru w związku z czym ewakuacja przebiega znacznie szybciej. Założenie to jest zgodnie z PD Tym samym prognozowany czas ewakuacji ze strefy dymowej objętej pożarem wynosi od s w zależności od strefy dymowej w której wybuchł pożar. 12

13 III. SYMULACJE FDS 5. Założenia przyjęte do symulacji FDS 5.1. Analiza dojazdu ekip ratowniczych Analiza dojazdu ekip ratowniczych Nazwa jednostki PSP obsługujących analizowany rejon Komenda Powiatowa PSP w Gostyniu Wrocławska 247, Gostyń Odległość jednostki od analizowanego terenu (wg dróg dojazdowych) 3,3 km Średnia prędkość wozów bojowych 45 km/h Czas wykrycia pożaru i zaalarmowania jednostki PSP 18 s Czas dojazdu jednostki PSP od momentu przyjęcia zgłoszenia (przyjęcie zgłoszenia, wyjazd z jednostki + czas dojazdu) 12 s + 24 s = 36 s Czas na zlokalizowanie pożaru oraz rozpoczęcie działań gaśniczych 12s Realny czas rozpoczęcia działań gaśniczych 66 s ( ok. 11 min) Zakres czasowy przyjęty do analizy CFD Od do 9s Rys. Lokalizacja analizowanego obiektu, trasa dojazdu z jednostki PSP 13

14 5.2. Metodyka analizy Niniejsza analiza została wykonana na podstawie symulacji numerycznych FDS. Symulacje wykonane zostały przy użyciu programu Fire Dynamic Simulation Cechy i wersja programu FDS Przyjęto metodę symulacji komputerowej (FDS) przeprowadzonej na modelu 3D uwzględniającym istotne, dla symulacji, parametry obiektu (geometria obiektu, rozmieszczenie umeblowania, rozmieszczenie drzwi, rozmieszczenie oraz sposób funkcjonowania elementów systemów przeciwpożarowych. Dane wsadowe zostały wykonane przy użyciu oprogramowania PyroSim. Obliczenia zostały wykonane za pomocą programu Fire Dynamics Simulator (FDS) wersja Jest to program obliczeniowej dynamiki płynów dedykowany symulacji rozwoju pożaru, stworzony przez Narodowy Instytut Standaryzacji i Technologii USA (NIST). Zgodność wyników symulacji FDS z rzeczywistością, jest potwierdzona przez następujące dokumenty: Dokument weryfikacji NIST Dokument walidacji NIST Norma ASTM E Weryfikacja i walidacja FDS Weryfikacja oznacza proces sprawdzania dokładności numerycznego modelu. Wiąże się to z porównaniem przewidywań modelu z pomiarami eksperymentalnymi. Jest to proces potwierdzenia metody obliczeniowej reprezentującej model symulacyjny. Innymi słowy, weryfikacja jest sprawdzeniem matematyki programu symulacyjnego. Dokument weryfikacji FDS jest przedstawiony w (ang) NIST Special Publication 118-5: Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide Volume 2: Verification; Randall McDermott, Kevin McGrattan, Simo Hostikka, Jason Floyd. Potwierdzenie fizyki modelu jest wykonane na drodze walidacji. Jest to proces określenia, jak dobrze model matematyczny przewiduje rzeczywiste zjawiska fizyczne. Walidacja potwierdza czy model jest adekwatny do wykonywanego zakresu obliczeń symulacyjnych. Opisywany dokument jest przedstawiony w (ang.) NIST Special Publication 118-5: Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide Volume 3: Validation, Kevin McGrattan, Simo Hostikka, Jason Floyd, Randall McDermott. -ang Modele matematyczno-fizyczne programu FDS Model hydrodynamiczny: FDS rozwiązuje numerycznie układ równań Naviera-Stokesa właściwych dla przepływów o niskich prędkościach, typowych dla zjawisk transportu dymu i ciepła wymuszonych pożarem. Model turbulencji: zastosowany model turbulencji w przedmiotowych symulacjach oparty jest na wersji Smagorinskiego metody symulacji wielkowirowych (LES). Model spalania: zastosowano jednostopniowy model spalania bazujący na zachowywanej wielkości skalarnej Z (ang. mixture fraction). Model radiacji: równanie opisujące transport ciepła poprzez radiację jest rozwiązywane numerycznie przy użyciu algorytmu podobnego do Metody Objętości Skończonych. Warunki brzegowe: 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 Dokładność wyników symulacji komputerowych 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 2%. 14

15 Uzyskane wartości spadku widzialności można wykorzystywać bez zmian *. * założenia oparto na badaniach symulacji pożarów przeprowadzonych za pomocą oprogramowania FDS. Założenia stanowią wytyczne autorów oprogramowań komputerowych, na podstawie których wykonano niniejsze opracowanie Założenia podstawowe (warunki technologiczne, temperatura, ciśnienie) Na podstawie wytycznych otrzymanych od zlecającego oraz wynikające z przedłożonego opracowania projektowego do analizy przyjęto następujące założenia podstawowe Założenia technologiczne Obiekt wg przedłożonego projektu zostaje wyposażony w: Instalację tryskaczy Klapy oddymiające umieszczone w stropodachu płaskim wyzwalane automatycznie po uruchomieniu tryskaczy z opóźnieniem 18s i ręcznie (klapy projektowane) Klapy oddymiające uruchamiane indywidualnie z wyzwalaczy termicznych (klapy istniejące) Bramy napowietrzające Założenia temperaturowe Temperatura początkowa przyjęta do obliczeń wewnątrz obiektu: 2 ºC Temperatura przyjęta do obliczeń na zewnątrz obiektu: 2 ºC Założenia ciśnienia Przyjęto ciśnienie atmosferyczne 113,25 hpa 5.4. Scenariusze pożarowe przyjęte do analizy Symbol scenariusza Opis scenariusza z lokalizacją Cel przeprowadzenia scenariusza S1 Scenariusz pożarowy w hali produkcyjnej w strefie dymowej IZD9 weryfikacja i analiza warunków panujących podczas pożaru w trakcie funkcjonowania instalacji oddymiającej, pod kątem spełnienia lub niespełnienia kryteriów oceny. S2 Scenariusz pożarowy w hali magazynowej w strefie dymowej IZD8 weryfikacja i analiza warunków panujących podczas pożaru w trakcie funkcjonowania instalacji oddymiającej, pod kątem spełnienia lub niespełnienia kryteriów oceny. Symulację wykonano dla strefy dymowej IZD9 i IZD8 w hali produkcyjno-magazynowej jako dla części hali o najgorszych parametrach z czterech stref oddymiania dostępnych do celów symulacji Kryteria oceny w scenariuszach pożarowych W celu prawidłowej weryfikacji warunków panujących w obiekcie podczas pożaru oraz realizację celów analizy przyjęto następujące kryteria oceny: Kryterium temperaturowe bezpiecznej ewakuacji przewidywana temperatura na przejściach i drogach ewakuacyjnych na poziomie 1,8m nie powinna przekraczać 6ºC (*przyjęto stan graniczny wynoszący 51ºC), w strefie podsufitowej, na wys. 2,6m nie powinna przekraczać 2ºC (* przyjęto stan graniczny wynoszący 16ºC) w dostępnym czasie bezpiecznej ewakuacji ASET Kryterium widzialności bezpiecznej ewakuacji przewidywany zasięg widzialności stanowiących znaczące utrudnienia w skutecznej ewakuacji, na poziomie 1,8 m nie powinien być mniejszy niż 1,m w dostępnym czasie bezpiecznej ewakuacji ASET. Kryterium widoczności przyjmuje się do widoczności elementów budowlanych świecących światłem odbitym jako najmniej korzystna opcja. Kryterium widoczności należy analizować łącznie z celami projektowymi przyjętej wentylacji pożarowej. Kryterium prędkości powietrza na drogach ewakuacji przewidywana prędkość powietrza na drogach ewakuacji nie powinna przekraczać 5 m/s. 15

16 Kryterium temperatury dla ekip straży pożarnej przewidywana temperatura na wys. 1,5 m w odległości 1 m z co najmniej jednej strony od źródła pożaru nie może przekraczać 1ºC (* przyjęto stan graniczny wynoszący 85ºC) * wartości pomniejszone o granice bezpieczeństwa ustalone przez autorów oprogramowania FDS 5.6. Gęstość siatki obliczeniowej CFD (przyjęto do wszystkich scenariuszy ) Wymiary oczek siatki dobrano na podstawie wymiarów siatki oraz szybkości uwalniania ciepła (Heat release rate). Gęstość siatki do obliczeń CFD Rodzaj siatki Wymiar siatki [cm] Siatka Coarse (zgrubna) 5,69 Siatka Moderate (średnia dokładność) 2,28 Siatka Fine (dokładna) 12,67 Siatka przyjęta do analizy 4 Ze względu na przyjęto siatkę obliczeniową oraz ograniczenia z tym związane wyniki główne podane będą na wysokościach 2, m oraz pozostałe na wielokrotności sieci,4m. 16

17 5.7. Określenie czasu od momentu powstania pożaru do uruchomienia instalacji tryskaczowej t sa dla scenariusza S1 i S2 Czas uruchomienia tryskaczy w strefie objętej pożarem wg scenariusza S1 i S2 wynosi 19s od początku pożaru. Powyższą wartość wyznaczono za pomocą DETACT-T2 web implementation umieszczonej na stronie molinelli.org, zgodnie z poniższymi założeniami: 17

18 5.8. Źródło pożaru przyjęte do scenariusza S1, S2 Pożar projektowy przyjęto jaki ultraszybki. Ze względu na zastosowanie samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych tryskaczy, moc pożaru nie przekroczy 6,5 [MW] w czasie 19s. Czas uruchomienia tryskaczy przyjęto w odniesieniu do wysokości stref dymowych w których zlokalizowano scenariusze pożarowe. Dane szczegółowe źródła pożaru Maksymalna moc pożaru z 6,5 uwzględnieniem uruchomienia instalacji tryskaczowej [MW] Czas do osiągnięcia maksymalnej mocy 19 z uwzględnieniem uruchomienia instalacji tryskaczowej [s] Prędkość rozwoju pożaru tα 75 [s] Charakterystyka pożaru Ultra-szybki rozwój pożaru Na potrzeby przeprowadzenia analizy przyjęto krzywą rozwoju pożaru postaci t ²: Q=at2 gdzie: Q-moc pożaru [kw], α-współczynnik wzrostu mocy pożaru [kw/s²], t-czas rozwoju pożaru [s] Ilustracja 4: wykres mocy pożaru przyjęty dla scenariusza S1, S2 (dane z symulacji CFD) 18

19 5.9. Weryfikacja wyników FDS legenda Ilustracja 5: Przykładowy slajd wynikowy z programu SmokeView z legendą 19

20 6. Część analityczno - wynikowa z podziałem na scenariusze pożarowe Scenariusz S Charakterystyka i założenia do scenariusza S1 Charakterystyka scenariusza Wytyczne podstawowe Powierzchnia strefy dymowej Kondygnacja Pomieszczenia produkcyjne strefa IZD m² Zakres czasowy scenariusza s-9s (-15min) Nazwa pomieszczenia objętego scenariuszem Wyciąg System oddymiania mechanicznego Całkowita powierzchnia czynna klap oddymiania strefy Czas otwarcia (klapy nowo-projektowane) Czas zadziałania (klapy nowo-projektowane) Nawiew Powierzchnia otworów nawiewnych grawitacyjnych Czas otwarcia Czas zadziałania 36,98 m2 37 s trwania symulacji 18 s po zadziałaniu instalacji tryskaczowej 99,44 m2 18 s trwania symulacji Alarm II stopnia + czas 6s na otwarcie Instalacja tryskaczowa Przyjęte alarmowanie Jednostopniowe Uruchomienie instalacji tryskaczowe w strefie 19s Alarm II stopnia - przyjęty czas uruchomienia 12s Opis scenariusza: Wybuch pożaru ustawiono w strefie dymowej IZD9. Pożar rozwija się od początku symulacji do czasu uruchomienia instalacji tryskaczowej, gdzie następuje jego stabilizacja na pułapie 6,5 [MW]. Podczas symulacji przyjęty czas zadziałania instalacji tryskaczowej ustawiono według obliczeń programu DETACT na 19 s. Od tego czasu ze zwłoką 18 s uruchomione zostają wszystkie klapy dymowe w strefie ISD9 oraz w strefie sąsiedniej IZD8. Bramy napowietrzające uruchomione zostają w czasie do 18s. W strefie dymowej istniejące klapy dymowe uruchamiane zostają indywidualnie z pozycji wyzwalaczy termicznych. Nowo-projektowana grupa klap dymowych zostaje połączona z systemem SSP uruchamiane zostają wszystkie nowe klapy w strefie 2

21 6.1.3 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2, m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 6 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 9 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 21

22 6.1.4 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2,8 m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczenia temperatury. 6 Brak przekroczenia temperatury. 9 Brak przekroczenia temperatury. 22

23 6.1.5 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 7,6 m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 6 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 9 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 23

24 6.1.6 Wyniki przewidywany rozkład widoczności na wysokości 2, m [m] t[s] komentarz wynik graficzny 15 Brak przekroczenia widoczności na drodze ewakuacji. 25 Na drogach ewakuacji widoczność spada poniżej 1m punktowo większa część strefy pozostaje niezadymiona 3 Dym przedostaje się do sąsiedniej strefy dymowej IZD8 24

25 35 Przekroczone zostają stany graniczne widoczności w strefie objętej pożarem oraz w strefie sąsiedniej 6 Strefa dymowa objęta pożarem oraz strefa sąsiednia zadymione, pozostałe strefy dymowe bez przekroczenia stanów granicznych widoczności 9 Strefa dymowa objęta pożarem oraz strefa sąsiednia zadymione, pozostałe strefy dymowe bez przekroczenia stanów granicznych widoczności 25

26 6.1.7 Podsumowanie scenariusza S1 TABELA WYNIKOWA DLA SCENARIUSZA S1 STANY GRANICZNE ANALIZA STREFA DYM. OBJĘTA POŻAREM czy został przekroczony? TEMPERATURA na wys. 1,8m NIE TEMPERATURA na wys. 2,4m NIE TEMPERATURA w strefie podsufitowej WIDOCZNOŚCI na wys. 1,8m NIE PRĘDKOŚCI POWIETRZA na drogach ewakuacji NIE STREFA DYM. SĄSIEDNIA stan graniczny klasyfikacja TEMPERATURA na wys. 1,8m NIE TEMPERATURA na wys. 2,4m NIE TEMPERATURA w strefie podsufitowej WIDOCZNOŚCI na wys. 1,8m NIE PRĘDKOŚCI POWIETRZA na drogach ewakuacji NIE w jakim czasie od początku pożaru? TAK 35 TAK 35 PROCESY EWAKUACJI ANALIZA Symbol t ASET t margin t RSET t ewak t przem Początek w osi czasu [s] Zadania uwagi Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji- RSET Czas ewakuacji wg wyliczeń 13 Czas przemieszczania 18 Czas do rozpoczęcia ewakuacji t pre t a t det czas trwania [s] Dostępny czas bezpiecznej ewakuacji -ASET Margines bezpieczeństwa 43 wg wyliczeń 18 Czas reakcji 12 Czas alarmowania 12 Przyjęto ze scenariusza pożaru 12 Przyjęto ze scenariusza pożaru Czas detekcji 6 przyjęto wg PD Schemat procesów ewakuacji Czas detekcji 12 Czas alarmowania Czas reakcji 6 Czas do rozpoczęcia ewakuacji 18 Czas przemieszczania 43 Czas ewakuacji 13 Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji- RSET 223 Margines bezpieczeństwa 127 Dostępny czas bezpiecznej ewakuacji -ASET

27 6.1.8 Wyniki bezpieczeństwo ekip ratowniczych Parametr pomiaru wynik graficzny Rozkład temperatury w odległości 1m od źródła pożaru w czasie 15 min na wysokości 2, m [ C] Prędkość powietrza na drogach ewakuacji Parametr pomiaru wynik graficzny Prędkości na drodze ewakuacji nie przekraczają wartości granicznej. 27

28 6.2. Scenariusz S Charakterystyka i założenia do scenariusza S2 Charakterystyka scenariusza Wytyczne podstawowe Powierzchnia strefy dymowej Kondygnacja Pomieszczenia produkcyjne strefa IZD m² Zakres czasowy scenariusza s-9s (-15min) Nazwa pomieszczenia objętego scenariuszem Wyciąg System oddymiania mechanicznego Całkowita powierzchnia czynna klap oddymiania strefy Czas otwarcia (klapy nowo-projektowane) Czas zadziałania (klapy nowo-projektowane) Nawiew Powierzchnia otworów nawiewnych grawitacyjnych Czas otwarcia Czas zadziałania 39,78 m2 37 s trwania symulacji 18 s po zadziałaniu instalacji tryskaczowej 99,44 m2 18 s trwania symulacji Alarm II stopnia + czas 6s na otwarcie Instalacja tryskaczowa Przyjęte alarmowanie Jednostopniowe Uruchomienie instalacji tryskaczowe w strefie 19s Alarm II stopnia - przyjęty czas uruchomienia 12s Opis scenariusza: Wybuch pożaru ustawiono w strefie dymowej IZD9. Pożar rozwija się od początku symulacji do czasu uruchomienia instalacji tryskaczowej, gdzie następuje jego stabilizacja na pułapie 6,5 [MW]. Podczas symulacji przyjęty czas zadziałania instalacji tryskaczowej ustawiono według obliczeń programu DETACT na 19 s. Od tego czasu ze zwłoką 18 s uruchomione zostają wszystkie klapy dymowe w strefie ISD9 oraz w strefie sąsiedniej IZD8. Bramy napowietrzające uruchomione zostają w czasie do 18s. W strefie dymowej istniejące klapy dymowe uruchamiane zostają indywidualnie z pozycji wyzwalaczy termicznych. Nowo-projektowana grupa klap dymowych zostaje połączona z systemem SSP uruchamiane zostają wszystkie nowe klapy w strefie 28

29 6.2.3 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2, m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 6 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 9 Brak przekroczeń stanów granicznych temperatury na drodze ewakuacji. 29

30 6.2.4 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 2,8 m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczenia temperatury. 6 Brak przekroczenia temperatury. 9 Brak przekroczenia temperatury. 3

31 6.2.5 Wyniki przewidywany rozkład temperatury na wysokości 7,6 m [ C] t[s] komentarz wynik graficzny 3 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 6 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 9 Brak przekroczeń temperatury w strefie podsufitowej. 31

32 6.2.6 Wyniki przewidywany rozkład widoczności na wysokości 2, m [m] t[s] komentarz wynik graficzny 15 Brak przekroczenia widoczności na drodze ewakuacji. 25 Na drogach ewakuacji widoczność spada poniżej 1m punktowo większa część strefy pozostaje niezadymiona 32 Dym przedostaje się do sąsiedniej strefy dymowej IZD8 32

33 38 Przekroczone zostają stany graniczne widoczności w strefie objętej pożarem oraz w strefie sąsiedniej 9 6 Strefa dymowa objęta pożarem oraz strefa sąsiednia zadymione, pozostałe strefy dymowe bez przekroczenia stanów granicznych widoczności Strefa dymowa objęta pożarem oraz strefa sąsiednia zadymione, w strefach dymowych położonych w sąsiedztwie IZD8 występują lokalne spadki widoczności poniżej 1m, pozostałe strefy dymowe bez przekroczenia stanów granicznych widoczności 33

34 6.2.7 Podsumowanie scenariusza S2 TABELA WYNIKOWA DLA SCENARIUSZA S2 STANY GRANICZNE ANALIZA STREFA DYM. OBJĘTA POŻAREM czy został przekroczony? TEMPERATURA na wys. 1,8m NIE TEMPERATURA na wys. 2,4m NIE TEMPERATURA w strefie podsufitowej WIDOCZNOŚCI na wys. 1,8m NIE PRĘDKOŚCI POWIETRZA na drogach ewakuacji NIE STREFA DYM. SĄSIEDNIA stan graniczny klasyfikacja TEMPERATURA na wys. 1,8m NIE TEMPERATURA na wys. 2,4m NIE TEMPERATURA w strefie podsufitowej WIDOCZNOŚCI na wys. 1,8m NIE PRĘDKOŚCI POWIETRZA na drogach ewakuacji NIE w jakim czasie od początku pożaru? TAK 38 TAK 38 PROCESY EWAKUACJI ANALIZA Symbol t ASET t margin t RSET t ewak t przem Początek w osi czasu [s] Zadania uwagi Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji- RSET Czas ewakuacji wg wyliczeń 13 Czas przemieszczania 24 Czas do rozpoczęcia ewakuacji t pre t a t det czas trwania [s] Dostępny czas bezpiecznej ewakuacji -ASET Margines bezpieczeństwa 43 wg wyliczeń 24 Czas reakcji 18 Czas alarmowania 18 Przyjęto ze scenariusza pożaru 18 Przyjęto ze scenariusza pożaru Czas detekcji 6 przyjęto wg PD Schemat procesów ewakuacji Czas detekcji 18 Czas alarmowania Czas reakcji 6 Czas do rozpoczęcia ewakuacji 24 Czas przemieszczania 43 Czas ewakuacji 13 Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji- RSET 283 Margines bezpieczeństwa 97 Dostępny czas bezpiecznej ewakuacji -ASET

35 6.2.8 Wyniki bezpieczeństwo ekip ratowniczych Parametr pomiaru wynik graficzny Rozkład temperatury w odległości 1m od źródła pożaru w czasie 15 min na wysokości 2, m [ C] Prędkość powietrza na drogach ewakuacji Parametr pomiaru wynik graficzny Prędkości na drodze ewakuacji nie przekraczają wartości granicznej. 35

36 IV. Wnioski 7. Symulacje pożaru 7.1. Warunki ewakuacji Układ oddymiania zaproponowany w projekcie instalacji oddymiającej, w trakcie trwania pożaru, może umożliwić utrzymanie stref wolnych od dymu (w tym na drogach ewakuacji) w czasie niezbędnym na przeprowadzenie ewakuacji, zadymionych poniżej kryterium widoczności. Tym samym w/w system uznaje się za zaprojektowany prawidłowo. Stany graniczne widoczności na hali objętej opracowaniem ze względu na wysokość oraz ukłąd funkcjonalny występują później niż przewidywany czas ewakuacji. Całość obiektu podzielona jest na 13 stref dymowych. Zakłada się, że instalacja wentylacji pożarowej, zabezpiecza sąsiednie strefy dymowe nieobjęte pożarem na ok. 15 minut, umożliwi to bezpieczną ewakuację użytkowników z całego obiektu. W przypadku obiektu z analizowanymi strefami dymowymi oraz zastosowanymi systemami ochrony pożarowej skuteczność oddymiania może umożliwić przeprowadzenie ewakuacji, oraz akcji ratowniczej z marginesem bezpieczeństwa. W trakcie przeprowadzonej analizy wykazano, że czas ewakuacji wszystkich użytkowników ze stref analizowanego obiektu wyniesie nie więcej niż 38 sekund. Taki stan rzeczy jest spowodowany prostym układem funkcjonalnym magazynu, ilością dostępnych dróg ewakuacji, oraz wyjść ewakuacyjnych. Umożliwia to ewakuowanym wybór alternatywnego dojścia do strefy wolnej od dymu, bez względu na lokalizację pożaru. Prędkości powietrza w obiekcie, w trakcie pracy instalacji oddymiającej, nie przekroczą zakładanego stanu granicznego 5 m/s. Prędkości powietrza są zbliżone do 1,5 m/s jedynie przy wylotach punktów nawiewu kompensacyjnego oraz lokalizacji pożaru. Zakłada się, że temperatura w obiekcie w trakcie trwania ewakuacji nie przekroczy stanu granicznego wynoszącego 6ºC na wysokości 1,8m oraz 2ºC na wys. 2,4m. W zrost temperatury powyżej 6ºC oraz 2ºC nastąpi w bezpośrednim sąsiedztwie pożaru po czasie przeznaczonym na bezpieczną ewakuację Bezpieczeństwo ekip ratowniczych W trakcie ewakuacji użytkowników magazynu system oddymiający opiera się na wywiewie grawitacyjnym przez klapy dymowe, nawiewie grawitacyjnym kompensacyjnym przez bramy. Wydajność układu oddymiania oraz zastosowanie samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych tryskaczy, skutecznie ogranicza możliwość rozwoju pożaru, a co za tym idzie znacznego wzrostu temperatury oraz ograniczenia widoczności. Wyjścia ewakuacyjne umożliwią wybór bezpiecznego miejsca na rozpoczęcia akcji gaśniczej. W trakcie analizy wykazano, że w momencie przybycia jednostek ratowniczych PSP możliwy będzie bezpośredni dostęp do źródeł pożaru przez wyspecjalizowany personel, tzn. Zakłada się, że w odległości min 1m od pożaru temperatura przynajmniej z jednej strony nie przekroczy 1ºC na wysokości 1,8m. Możliwy będzie bezpośredni dostęp do źródła pożaru poprzez przyległe strefy dymowe i pasaż handlowy Podsumowanie. Podczas przeprowadzonych analiz stwierdzono: Przeprowadzona analiza CFD potwierdziła prawidłowość przyjętych rozwiązań projektowych. W związku z dużą powierzchnią oraz wysokością magazynu dym może przedostawać się pod kurtyną do sąsiedniej strefy dymowej. Ze względu na znaczne ochłodzenie dymu, osiągnięcie temperatury bliskiej temperaturze panującej w całej hali, możliwe jest opadanie schłodzonego dymu w miejscach najbardziej oddalonych od źródła ognia. Szczególnym miejscem narażonym na takie elementy są strefy dymowe IZD8 i IZD9, gdzie w przypadku pożaru pod podcieniem dym wydostaje się do zbiornika dymu wychłodzony co powoduje jego relatywnie szybkie opadanie przy styku z wydzieleniami pionowymi (kurtyny dymowe, ściany) Otwarcie wszystkich bram napowietrzających w całej analizowanej hali magazynowej przyczynia się do obniżenia prędkości powietrza oraz obniża prawdopodobieństwo znacznego wymieszania, oraz opadania warstwy dymu poniżej wysokości 1,8m. 36

37 W trakcie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że lokalizacja, ilość i wydajności urządzeń systemu oddymiania, wg opracowania poddanego analizie pozwalają osiągnąć cele stawiane tym systemom. Zalecenia wykonawcze: Należy tak ustawić czas otwierania klap dymowych oraz bram napowietrzających, aby ich otwarcie nastąpiło 18 sekund po uruchomieniu instalacji tryskaczowej. Na etapie realizacji inwestycji wykonanie ostatecznej regulacji, skoordynowania i sprawdzenia systemu oddymiania, dotyczy to w szczególności prawidłowego czasu otwarcia klap dymowych oraz bram napowietrzających oraz współpracy instalacji tryskaczowej z instalacją oddymiającą. Projektowane klapy dymowe uzupełniające istniejący system oraz klapy dymowe w nowych częściach obiektu należy wysterować z centrali SSP, tak aby klapy dymowe otwierały się jednocześnie wszystkie w danej strefie dymowej bramy stanowiące nawiew powietrza kompensacyjnego umieszczone w ścianach zewnętrznych oraz w ścianach wewnętrznych (stanowiące transfer powietrza) powinny otwierać się automatycznie, mechanicznie z poziomu centrali SSP,do systemu otwierającego bramy należy zapewnić zasilanie gwarantowane pod podcieniem w strefach dymowych IZD8 i IZD9 należy stosować kurtyny dymowe mające na celu ukierunkowanie dymu zbiornika dymu danej strefy dymowej oraz ograniczenie przepływu dymu do sąsiednich stref dymowych 7.4. Temperatura gazów pożarowych W trakcie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że w strefie podsufitowej w trakcie trwania pożaru (od do 9s) Przekroczenie powyżej 4ºC możliwe jest jedynie bezpośrednio nad źródłem ognia. Wynika to z zastosowania instalacji tryskaczowej zapobiegającej nadmiernemu rozwojowi mocy pożaru oraz dużej ilości nawiewanego świeżego powietrza, które po zmieszaniu z gazami pożarowymi znacznie obniżają ich temperaturę. Podstawowe założenia symulacji określają maksymalny czas rozpoczęcia akcji gaśniczej PSP na 15 min, od tego czasu można przyjąć, że moc pożaru po podaniu prądów gaśniczych nie wzrasta. Należy tutaj podkreślić, że pożar może zostać opanowany lub przynajmniej ograniczony przed przybyciem jednostki PSP ze względu na zastosowanie stałych urządzeń gaśniczych w obiekcie. opracował: inż. Jacek Podyma 37

38 Indeks ilustracji Ilustracja 1: Zakres opracowania z podziałem na strefy dymowe...5 Ilustracja 2: Schemat obiektu z lokalizacją scenariuszy pożarowych...8 Ilustracja 3: schemat procesów ewakuacji wg PD : Ilustracja 4: wykres mocy pożaru przyjęty dla scenariusza S1, S2 (dane z symulacji CFD)...18 Ilustracja 5: Przykładowy slajd wynikowy z programu SmokeView z legendą...19 Bibliografia [1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia r. (Dz. U. z r. Nr 75, poz. 69 z późniejszymi zmianami) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. [2] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 21 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 19 z 21, poz. 719). [3] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 lipca 29 r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych. (Dz. U. Nr 124 z 29, poz. 13). [4] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 2 grudnia 215 r. w sprawie uzgadniania projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej. (Dz.U. 215 poz. 2117). [5] BS Fire precautions in the design, construction and use of buildings. Part 12: Managing fire safety / Środki bezpieczeństwa z zakresu ochrony przeciwpożarowej przy projektowaniu, budowie i użytkowaniu budynków. Część 12: Zarządzanie bezpieczeństwem pożarowym. [6] BS Code of practice for assessment of hazard to life and health from fire. Part 2: Guidance on methods for the quantification of hazards to lifen and health and estimation of time to incapacitation and death in fires / Procedury postępowania odnośnie oceny zagrożenia życia i zdrowia na skutek pożaru. Część 2: Przewodnik po metodach oznaczenia ilościowego zagrożenia życia i zdrowia oraz szacowania czasu obezwładnienia i śmierci w pożarach, [7] PN-EN : Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru. [8] "Stosowanie narzędzi inżynierii bezpieczeństwa pożarowego do określania warunków ewakuacji ludzi" Marian Skaźnik - artykuł -Ochrona Pożarowa nr 3/21 (33) [9] Agent-Based Simulation of Human Movements During Emergency Evacuations of Facilities Joseph L. Smith, PSP Senior Vice President Applied Research Associates, [1] PD :24 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 (Subsystem 6) [11] PN-B Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła, Zasady projektowania [12] Wybrane modele obliczeniowe czasów ewakuacji, Cłapa I. Politechnika Łódzka [13] Zeszyty naukowe Szkoły Głównej Straży Pożarniczej nr 44 Warszawa 212, ISSN [14] BS :23 Components for smoke and heat control systems - Part 4: Functional recommendations and calculation methods for smoke and heat exhaust ventilation systems, employing steady-state design fires- Code of practice. [15] BS :26 Components for smoke and heat control systems - Part 7: Code of practice on functional mrecommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks. [16] NFPA 92 System ochrony przed zadymieniem. 38

39 [17] Wytyczne projektowe: Przyjęto wg materiałów źródłowych przekazanych przez zleceniodawcę- Projekt budowlany przebudowy i rozbudowy obiektu 39