CFD als tool voor de Fire Safety Engineer: case-study ir. Xavier Deckers FESG
05/06/2013
Presentatie “CFD in de bouw” – Actiflow seminar
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Presentatie FESG Wie zijn wij? • Onafhankelijk studiebureau brandveiligheid, • Gespecialiseerd in performantiegerichte oplossingen.
• link met Universiteit Gent Spin-off sinds 2009 Vanuit vakgroep “Mechanica van Stroming, Warmte & Verbranding“ Prof. Bart Merci
05/06/2013
FESG
05/06/2013
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
CFD binnen FSE: basis - RWA: groot verschil met 2-zone model (empirische formules)! -
Effectief oplossen van momentumvergelijking = rechtstreeks in rekening brengen van: - Natuurlijke convectie - Inmenging van verse lucht - Mengen van verschillende lagen Vb. windinvloed, rookpluim met uitstroming; langsventilatie, semi-transversale ventilatie
-
Per cel zijn de berekende grootheden uniform - veel nauwkeuriger en meer informatie - maximale temperatuur ipv gemiddelde Vb. Tmax rookgassen rond stalen profiel
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
CFD binnen FSE: goede rapportage
• Documentatie/onderbouwing van groot belang: -
•
Is het gekozen CFD-pakket gevalideerd voor deze toepassing? – –
•
Probleemstelling en aannames Rekenrooster/ submodellen / randvoorwaarden Is de oplossing die je verkrijgt correct?
Ontwikkelde submodellen -> literatuur/onderzoek Combinatie van submodellen -> vergelijking met grootschalige experimenten
Is de gebruiker gevalideerd voor deze toepassing? – – –
Verwijzing naar validatiestudies (experiment – simulatie) Sensitiviteitsstudie -> te verwachten nauwkeurigheid Voorstel veiligheidsfactor bij interpretatie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
CFD als tool voor de Fire Safety Engineer Brandveiligheidswetgeving in België:
Prescriptief Gebaseerd op ervaring
Enkel toepasbaar op gelijkaardige structuren Veiligheidsniveau? Domein van toepasbaarheid?
05/06/2013
Wereldwijde evolutie naar:
Performance-based Gebaseerd op fundamentele kennis van dynamica van brand en beweging van rookgassen menselijk gedrag bij brand
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Performantiegerichte aanpak
Bouwkundige voorzieningen
Aantal uitgangen Breedte uitgangen Af te leggen afstanden ...
Gedrag
Omgeving Rook Giftige gassen Brokstukken ...
05/06/2013
Responstijd Snelheden Groepvorming Routebepaling
Procedures Training Kennis Signalisatie ...
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
PBD: denken in termen van objectieven ASET>RSET tbesch > tnodig
05/06/2013
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Case study: Discotheek Luik
• Welk veiligheidsniveau vereist? • Gebaseerd op? – Wetgeving – Performantiegerichte aanpak
• Performantie aantonen door?
05/06/2013
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Case study: Discotheek Luik
05/06/2013
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Case study: Discotheek Luik
05/06/2013
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study – Wetgeving • Regels toepassen
– Performantiegerichte aanpak • • • • • •
Risico-identificatie Scenario’s definiëren Performantiecriteria definiëren Ontwerp maatregelen Validatie van het concept Implementatie
– Performantie aantonen door? 05/06/2013
Case study
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Performantie van voorgestelde maatregelen: één scenario van meer nabij bekeken
Input CFD: validatie van het concept. Performantie aantonen op objectieve wijze.
Focus op 2 vragen: • Is het RWA systeem goed ontworpen? • Zijn sprinklers vereist? 05/06/2013
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Rookverspreiding
• RWA + sprinkler
05/06/2013
Conclusie
• RWA zonder sprinkler
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Rookverspreiding
• Op basis van rookverspreiding : – Is het RWA systeem goed ontworpen? – Zijn sprinklers vereist?
JA
05/06/2013
NEEN
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Temperatuurverdeling
• RWA + sprinkler
05/06/2013
Conclusie
• RWA zonder sprinkler
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Temperatuurverdeling
• Op basis van rookverspreiding en T: – Is het RWA systeem goed ontworpen? – Zijn sprinklers vereist?
JA
05/06/2013
NEEN
Conclusie
FESG
CFD
• RWA + sprinkler
05/06/2013
FSE als tool
Case study
Zichtbaarheid
Conclusie
• RWA zonder sprinkler
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Zichtbaarheid
• Op basis van rookverspreiding, zichtbaarheid en Temperatuur: – Is het RWA systeem goed ontworpen? – Zijn sprinklers vereist? JA
05/06/2013
NEEN
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Toxiciteit rookgassen
• RWA + sprinkler
05/06/2013
Conclusie
• RWA zonder sprinkler
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Toxiciteit rookgassen
• Op basis van rookverspreiding, zichtbaarheid, Temperatuur en toxiciteit: – Is het RWA systeem goed ontworpen? – Zijn sprinklers vereist? JA
05/06/2013
NEEN
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
RSET?
• Waardoor wordt de evacuatie beïnvloedt? • De evacuatie is afhankelijk van: – – – – 05/06/2013
Rookverspreiding Zichtbaarheid Temperatuur Toxiciteit
Conclusie
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Gecombineerde aanpak noodzakelijk!
• Op basis van rookverspreiding, zichtbaarheid, Temperatuur, toxiciteit en te verwachten evacuatietijd: – Is het RWA systeem goed ontworpen? – Zijn sprinklers vereist? JA
05/06/2013
NEEN
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Conclusie CFD is een krachtige en betrouwbare tool voor een performantiegerichte analyse. • Noodzaak: − Steeds complexere gebouwen − Architecturale vrijheid − Nieuwe en onbekende materialen • Voordelen voor performantie & verdedigen project: − Veiligheidsniveau objectief aangetoond − Doelstellingen duidelijk gedefinieerd: alternatieven mogelijk! − Holistische aanpak
05/06/2013
FESG
CFD
FSE als tool
Case study
Conclusie
Conclusie Maar: CFD is slechts een tool Veel hangt af van de correcte aanwending door de gebruiker (erkend studiebureau): − − − −
05/06/2013
Juiste vraagstelling (definitie scenario’s en risico-identificatie) Correcte vereenvoudigingen en aannames Betrouwbare resultaten (validatie tool en gebruiker) Gepaste interpretatie en vertaling naar veiligheidsniveau
Bedankt voor uw aandacht!
[email protected] www.FESG.be 05/06/2013
