DIF SEK. Część 1 Oddziaływania termiczne i mechaniczne

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "DIF SEK. Część 1 Oddziaływania termiczne i mechaniczne"

Andrzej Niewiadomski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Część 1 Oddziaływania termiczne i

2 Podstawowe informacje o projekcie Difisek Projekt jest finansowany przez Komisję Europejską w ramach Funduszu badawczego węgla i stali. Głównym celem DIFISEK jest rozpowszechnianie wiedzy w zakresie projektowania konstrukcji z zachowaniem bezpieczeństwa pożarowego, wspieranie projektów z ostatnich dekad, które dotyczą projektowania w sytuacji pożaru, a których wyniki wykorzystano w normie EN Realizacja tego celu odbywa się poprzez seminaria organizowane w różnych krajach Europy. Partnerami projektu są: 2 / 54

3 Partnerzy projektu Difisek 3 / 54

4 Prezentowane tematy Część 1: Oddziaływanie termiczne i Część 2: Odpowiedź termiczna Część 3: Odpowiedź mechaniczna Część 4: Oprogramowanie inżynierii pożarowej Część 5a: Przykłady Część 5b: Istniejące obiekty 4 / 54

5 Powstanie pożaru łańcuch zdarzeń Θ Obciążenia 1: Zapalenie czas 2: Oddziaływanie termiczne R Słupy stalowe 3: Oddziaływanie 4: Odpowiedź termiczna czas 5: Odpowiedź mechaniczna 6: Możliwe zawalenie 5 / 54

6 Oddziaływania termiczne na konstrukcje Płyta zespolona wystawiona na warunki pożaru z jednej strony Słup wystawiony na warunki pożaru z czterech stron 6 / 54

7 Strumień ciepła netto na jednostkę pola powierzchni Składnik radiacyjny strumienia ciepła netto Składnik konwekcyjny strumienia ciepła netto Całkowity strumień ciepła netto Strona wystawiona na warunki pożaru Strona niewystawiona na warunki pożaru 7 / 54

8 Porównanie zabezpieczeń przeciwpożarowych - klasyfikacja 8 / 54

Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru wg EN 1991-1-2 Zasady normatywne Procedury projektowe Reguły tradycyjne (pożary nominalne generujące

9 Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru wg EN Zasady normatywne Procedury projektowe Reguły tradycyjne (pożary nominalne generujące oddziaływania termiczne) Regulacje oparte na właściwościach użytkowych (wykorzystanie oddziaływań term. opartych na parametrach fiz. i chem.) 9 / 54

10 Nominalne krzywe temperatura-czas *) Nominalne krzywe temperatura-czas temperatura normowa, pożar zewnętrzny, węglowodorowa krzywa pożarowa Dane nie są potrzebne 10 / 54

11 Krzywa ISO temperatura-czas 11 / 54

12 Pożar normatywny a pożar rzeczywisty Temperatura przedrozgorzeniowy stan rozgorzenie porozgorzeniowy stan Naturalna krzywa pożarowa Nominalna krzywa ISO834 Zapłon tlenie (żarzenie) Ogrzewanie Chłodzenie czas 12 / 54

13 Powłokioki ochronne ppoż. w postaci natrysków 13 / 54

14 Konstrukcje obetonowane 14 / 54

15 Oddziaływania na obciążone ogniem konstrukcje wg EN Reguły praktyczne ochrony ppoż. Procedury projektowe Reguły tradycyjne (pożary nominalne generujące oddziaływania termiczne) Regulacje oparte na właściwościach użytkowych (wykorzystanie oddziaływań term. opartych na parametrach fiz. i chem.) 15 / 54

16 Koncepcja nowoczesnej inżynierii bezpieczeństwa pożarowego (naturalne modele pożaru) Zaimplementowane w: EN czas krajowych regulacjach dotyczących bezpieczeństwa pożarowego 16 / 54

17 Projekty dotyczące ce naturalnych modeli pożarowych 17 / 54

18 Naturalny model pożarowy *) Nominalne krzywe temperatura-czas temperatura normowa, pożar zewnętrzny, węglowodorowa krzywa pożarowa Dane nie są potrzebne 18 / 51

19 Wymagane parametry dla naturalnego modelu pożaru Warunki brzegowe Wysokość sufitu geometria Powierzchnia otworów Powierzchnia pożaru pożar Szybkość wydzielania ciepła 19 / 54

20 Charakterystyka strefy pożarowej Ognioodporne elementy oddzielające zgodnie z krajowymi regulacjami wydzielają strefę pożarową Parametry materiałowe elementów oddzielających: c,ρ,λ Definicja otworów 20 / 54

21 Właściwości pożaru w różnych budynkach Użytkowanie Wskaźnik rozwoju pożaru RHR f [kw/m 2 ] Obc. ogniowe 80% fraktyl [MJ/m 2 ] Mieszkanie średnia Szpital (sala) średnia Hotel (pokój) średnia Biblioteka szybka Biuro średnia Szkoła średnia Centrum handlowe szybka Teatr (kino) szybka Transport (przestrzeń publiczna) wolna / 54

22 Gęstość obciążenia ogniowegogo 22 / 54

23 Gęstość obciążenia ogniowego 23 / 54

24 Szybkość wydzielania ciepła faza stacjonarna i zanikania pożaru 24 / 54

25 Szybkość wydzielania ciepła faza stacjonarna i zanikania pożaru faza wzrostu bardzo szybka szybka średnia wolna 25 / 54

26 Szybkość wydzielania ciepła faza stacjonarna i zanikania pożaru faza stacjonarna POŻAR STREFOWY WENTYLACYJNIE KONTROLOWANY POŻAR 26 / 54

27 Szybkość wydzielania ciepła faza stacjonarna i zanikania pożaru faza spadku t spadku czas [min] 27 / 54

28 Uproszczone modele pożaru *) Nominalne krzywe temperatura-czas temperatura normowa, pożar zewnętrzny, węglowodorowa krzywa pożarowa Dane nie są potrzebne 28 / 54

29 Proste modele obliczeniowe Model pożaru lokalnego POŻAR LOKALNY POŻAR W CAŁEJ STREFIE θ (t) jednakowa w całej strefie 29 / 54

30 Eksperymentalny pożar lokalny 30 / 54

31 Pożar lokalny: Metoda HESKESTADTA Załącznik C normy EN : - płomienie nie dotykają sufitu strefy (L f < H) - pożar na otwartej przestrzeni oś płomieni Długość płomienia L f lokalnego pożaru jest podana wzorem: Q szybkość wydzielania ciepła 31 / 54

32 Pożar lokalny: Metoda HASEMI ego Załącznik C normy EN : - płomienie sięgają sufitu (L f > H) płyta betonowa belka Y = wysokość wolnej strefy θ = temp. gazów na poziomie belki wynik formuły dla lokalnego pożaru 32 / 54

33 Proste modele obliczeniowe Model pożaru rozwiniętego w całej strefie POŻAR LOKALNY POŻAR W CAŁEJ STREFIE θ (t) jednakowa w całej strefie 33 / 54

34 Eksperyment pożarowy w budynku biurowym Całkowicie rozwinięty pożar 34 / 54

35 Parametryczne krzywe temperatura-czas Temperatura [ºC] Załącznik A normy EN Krzywa ISO dla podanych b, q fd, A t, A f czas [min] 35 / 54

36 Zaawansowane modele pożarowe POŻAR LOKALNY Pożar pozostaje pożarem lokalnym Pożar rozwija się w pożar w pełni rozwinięty POŻAR LOKALNY POŻAR W CAŁEJ STREFIE 36 / 54

37 Wielkoskalowe badanie doświadczalne Obciążenie pożarowe 37 / 54

38 Wielkoskalowe badanie doświadczalne Zewnętrzne płomienie na zewnątrz strefy 38 / 54

39 Wielkoskalowe badanie doświadczalne Pogorzelisko 39 / 54

40 Oprogramowanie Ozone v2.2 dla metody Dwie strefy 40 / 54

41 OZone wyniki obliczeń Dane i obliczone RHR 41 / 54

42 OZone wyniki obliczeń Temperatura gazów (dymu) 42 / 54

43 OZone wyniki obliczeń Wysokość warstwy zadymienia 43 / 54

44 Kalibrowanie oprogramowania Ozone Maksymalne temperatury gazu MAKSYMALNA TEMP. GAZÓW OZone MAKSYMALNA TEMP. GAZÓW W STREFIE Test [ºC] 44 / 54

45 Kalibrowanie oprogramowania Ozone Temperatury w stali TEMPERATURA W NIEZABEZPIECZONYM ELEM. STALOWYM Test [ºC] 45 / 54

46 Ozone: Przykład Wpływ czynnych środków ochrony ppoż. Biuro: A f =291,2m 2 ; O.F. =0,04m 0,5, q fk =511MJ/m 2 - brak czynnych środków ppoż. Temperat tura [ºC] - zewnętrzne ekipy strażackie - autom. wykrywanie ognia i dymu - system autom. powiadamiania - system urządzeń tryskaczowych q fd [MJ/m 2 ] czas [min] 46 / 54

47 Oprogramowanie Sofie Computer Fluid Dynamics (CFD) Numeryczny model mechaniki płynów Definiowanie siatki 47 / 54

48 Sofie - Wyniki obliczeń Temperatury gazu 48 / 54

49 Powstanie pożaru łańcuch zdarzeń Θ Obciążenia 1: Zapalenie czas 2: Oddziaływanie termiczne R Słupy stalowe 3: Oddziaływanie 4: Odpowiedź termiczna czas 5: Odpowiedź mechaniczna 6: Możliwe zawalenie 49 / 54

ODDZIAŁYWANIE POŻAR ODDZIAŁYWANIA MECHANICZNE ciężar

50 Podstawy wymiarowania i oddziaływania na konstrukcje ODDZIAŁ ŁYWANIA WPŁYW TEMPERATURY TERMICZNE ODDZIAŁYWANIE POŻAR ODDZIAŁYWANIA MECHANICZNE ciężar własny zmienne obciążenie Śnieg Wiatr G Q S W POŻAR 50 / 54

51 Kombinacja obciążeń dla mechanicznych oddziaływań wg pren 1990 Temperatura pokojowa Np. powierzchnia biurowa obciążona obciążeniem użytkowym Q, Kombinacja obciążeń jest następująca 51 / 54

52 Kombinacja obciążeń dla oddziaływa ywań mechanicznych wg pren 1990 pożar = sytuacja wyjątkowa Np. powierzchnia biurowa obciążona obciążeniem użytkowym Q, Kombinacja obciążeń jest następująca powierzchnia biurowa obciążenie wiatrem W, Kombinacja obciążeń jest następująca 52 / 54

53 Wartość współczynnika kombinacji ψ dla budynków 53 / 54

54 Stopień wykorzystania obciążeń η Maksymalny poziom obciążenia po R30 Współczynnik obciążenia E fi,d / R fi,d,t [-] A m /V [1/m] 54 / 54

55 Dziękuję za uwagę

Podobne dokumenty

DIF SEK. Część 2 Odpowiedź termiczna

DIF SEK. Część 2 Odpowiedź termiczna Część 2 Odpowiedź termiczna Prezentowane tematy Część 1: Oddziaływanie termiczne i mechaniczne Część 3: Odpowiedź mechaniczna Część 4: Oprogramowanie inżynierii pożarowej Część 5a: Przykłady Część 5b: