Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
ing. Art van Lohuizen adviseur brandveiligheid
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
Welke onderwerpen ? - voorbeelden van simulatieberekeningen - brandoverslagrisico via gevel - rook- en warmteafvoer in parkeertoren - warmteverspreiding via schacht - ontvluchtingssimulaties
- vergelijking simulatieberekening – brandproef - wat kunt u hier mee ? Bouwen is vooruitzien – juni 2007
1
Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
Wanneer ? - eenvoudige (statische) beschouwing niet mogelijk situatie te complex of dynamisch van karakter
- om inzicht te vergroten verspreiding van rook en warmte vluchtende mensenmassa (of publieksstromen)
- om maatregelen te optimaliseren situering luchttoevoer en rookgasafvoer stroomlijnen van vluchtwegen
- vereist door bevoegd gezag bij grote brandcompartimenten of concentraties van personen
- vereist door verzekeringsmaatschappij Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
Welke simulaties ? - Beheersbaarheid van brand met stromingsberekening (Fluent, Phoenics, Vesta) of combustionmodel (FDS, Diana)
- Ontvluchting met simulaties (2D: simulex of 3D: STEPS, Exodus) Computational Fluid Dynamics (CFD): Stromingsberekening waarmee de eigenschappen van luchtstromingen (temperatuur, richting en snelheid) en luchtvervuiling (rook, CO2) in een ruimte op gedetailleerd niveau worden bepaald.
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
2
Beheersbaarheid van brand Lijnsprinklers in klimaatgevel ‘La Diligence’ Zwolle
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Beheersbaarheid van brand Lijnsprinklers in klimaatgevel La Diligence
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
3
Beheersbaarheid van brand Lijnsprinklers voor winkelpuien Zwolle Zuid uitgangspunten CFD berekeningen: - winkelcompartiment: 30 m breed, 30 m diep en 3 m hoog - brandvermogen: 500 kW/m² (1,5 kg vh per m² per minuut) - afgifte 65% convectief en 35% straling - 1% wordt omgezet in roetdeeltjes. - rekenperiode: 300 s met volledig ontwikkelde brand - afkoeling door thermische massa winkel - waterdebiet 10 l/min per m² gevel - onderlinge afstand sprinklers: 2,4 m - activering door moedersprinkler in winkel (NormResp, 93°C) - open gevelsprinklers, vol debiet bij activering moedersprinkler - meetvlak warmtestraling op tegenovergelegen gevel (6 m)
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Beheersbaarheid van brand natuurlijke ventilatie/RWA parkeergarage Rotterdam
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
4
Beheersbaarheid van brand brandproef parkeergarage Rotterdam
autobrandscenario (CTICM/PROFIL-ARBED/TNO) 14
warmteafgifte, in MW
12 10 8 6
- stromingberekening 2003 => bouwvergunning
4 2 0 1
3
5
7
tijd, in minuten proef
- brandproef 2006
=> werking aangetoond
- tracergasmeting 2006
=> LPG toegestaan
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
auto 1
auto 2 / 3
totaal
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Beheersbaarheid van brand Containerwoningen Amsterdam Oude situatie: schacht zonder voorzieningen dwarsdoorsnede schacht bij ventilatietoevoer brandruimte
- risico van secundaire branden in schacht - temperatuur in schacht 180 °C in ventilatiekanaal 500 °C - beperking brandoverslag door overdruk
dwarsdoorsnede schacht bovenliggende wooneenheid Bouwen is vooruitzien – juni 2007
5
Beheersbaarheid van brand Containerwoningen Amsterdam Nieuwe situatie: schacht vol met minerale wolvlokken - voorkomt secundaire branden in schacht - hogere temperatuur in ventilatiekanaal (575 °C) - geen brandverspreiding door overdruk inblaasunit - extra veiligheid door opschuimend roosters in kanaal Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Ontvluchting Aantal slachtoffers afhankelijk van: -
warmtestraling en rookgastemperatuur
-
zichtlengte en toxiciteit
-
blootstellingsduur
Onder rookgassen
kort door rookgassen
lang door rookgassen
≤ 200 °C
≤ 70 °C
≤ 45 °C
zicht ≥ 30 meter
zicht ≥ 10 meter
zicht ≥ 100 meter
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
6
Ontvluchting 2D-simulatie ontruiming restaurant (simulatieprogramma Simulex)
Oval tower Amsterdam (bestaand kantoor van ABN-AMRO) berekende ontruiming van gebouw in 20 minuten bij oefening ontruiming van gebouw in 30 minuten
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Ontvluchting 3D-simulatie ontvluchting (simulatieprogramma Steps)
SS de Rotterdam (ontwerpfase)
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
7
vergelijk simulatie - werkelijkheid Brandproeven 2001/2002 (RWS)
weergave proefopstelling
gemeten vermogenscurves en maatgevende ontwerpcurve
CFD 2
165
215
210
180
140
110
90
CFD 1
120
180
auto
115
110
95
70
45
meting
120
150
brand
125
100
85
70
50
afstand
20m
10m
10m
20m
50m
100m
200m
natuurlijke ventilatie
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
Nauwkeurigheid van simulatie ? - berekeningsresultaten kunnen belangrijk afwijken van werkelijkheid algemeen geaccepteerde afwijking 30%
- Bestaande statische rekenmodellen (conform NEN 6068) geven geen informatie over het werkelijke risico van brandoverslag -
fysisch incorrect, maar sluiten wel aan bij bouwpraktijk nergens brandoverslag dus te conservatief ?
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
8
Brandveiligheid gesimuleerd of werkelijkheid
Wat kunt u hier mee ? - inzicht vergroten bij complexe situaties gebouwontwerp en installatie verbeteren vluchtroutes verbeteren (en publieksstromen stroomlijnen)
- kosteneffectieve oplossingen over- of onderdimensionering beperken
- t.b.v. bouwvergunning / gebruiksvergunning uitgangspunten vooraf bespreken eventuele controlemetingen/proeven vooraf bespreken
Bouwen is vooruitzien – juni 2007
9
