SFPE Benelux Seminar

Prestatie gerichte benadering van brandveiligheid inOndergrondse InfrastructuurRook- en warmteverspreiding in tunnels en aangrenzende complexen

Brandventilatie

Rol van de fire safety engineer

FSE

Actieve systemen

Reglementering

Passieve systemen

Risico analyse

Brand fysica

Menselijk gedrag

Rol van de fire safety engineer

Definitie Fire Safety Engineering volgens

The application of engineering principles, rules and expert judgment based on a scientific appreciation of the phenomena, of the effects of fire, and of the reaction and behavior of people, in order to:

• Save life, protect property and preserve the environment and heritage

• Quantify the hazards and risk of fire and its effects

• Evaluate analytically the optimum protective and preventative measures necessary to limit, within prescribed levels, the consequences of fire

Rol van de fire safety engineer

Wetenschap Toepassing

Rol van de fire safety engineer

• Aanvaardbaar niveau van veiligheid voor de autoriteiten

• Beperking van de gevolgschade voor gebouw en omgeving

Prescriptief of Prestatie gericht ?

© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

Prescriptief – Prestatie gericht

© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR © EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

Brandventilatie: prestatie gericht• Prestatie eisen ?

• Randvoorwaarden ?

• Bronnen van informatie raadplegen

• Overleg met AHJ

• Uitgangspuntendocument (UPD)• = basis studie

• = toetsingskader

Brandventilatie: interactie technieken

Gebouwbeheer systeem

comfortventilatie

brandventilatie

Integraal concept in overeenstemming met UPD

Competenties FSE

AHJ

Ontwerp team

Illustratief voorbeeld

• Stadstunnel met aangrenzend ondergronds parkeergebouw en bijhorende circulatie zones, tunneldoorsnede varieert

• QRA => brandventilatie in de vorm van langsventilatie

• Prestatie eis: inzet mogelijkheid brandweer

• Actief systeem: brandventilatie

Klassieke tunnel versus ondergronds complex

• Klassieke tunnels: solide basis aan ontwerpcriteria in publicaties• Ontwerp heeft prescriptief karakter

• bij ontstentenis aan nationale voorschriften => keuze maken uit de beschikbare internationale voorschriften

• zekerheid en geruststelling voor ontwerper

• duidelijk toetsingskader voor de overheden

• ventilatie snelheden relatief eenvoudig te berekenen

• stuwkracht relatief eenvoudig te berekenen

Kritische snelheid

• Rookuitbreiding zonder ventilatie

(rookdensiteit)

(temperatuur)

Kritische snelheid

• Terugdringen van rook met ventilatie

V kritisch2 min na inschakeling ventilatie (rookdensiteit)

2 min na inschakeling ventilatie (temperatuur)

3 min na inschakeling ventilatie (rookdensiteit)

Klassieke tunnel

• Centre d’étude des tunnels (FR)

Klassieke tunnel

• Rijkswaterstaat steunpunt tunnelveiligheid (NL):

Klassieke tunnel

• kritische snelheid• onderzoek Wu & Bakar:

• H=5,7m

• B=8,8m

• Helling=-3%

• Dhyd=6,91m²

• vkrit=3,29m/s

• modificatie kritische snelheid door helling:• Onderzoek Atkinson & Wu

• vkrit=3,38m/s

20.0,40.0

20.0,20.040.0

''

'3/1'3/1'

QV

QQV

c

c

2/52/1

00

'

HgTc

QQ

p

Hg

VV c

c '

100/tan014.01014.01 1 cccs VVV

Klassieke tunnel

• kritische snelheid• Onderzoek Li

• H=5,7m

• B=8,8m

• Helling=-3%

• vkrit=3,22m/s

• “confinement velocity” @ 15m 2,8m/s

2/52/1

00

*

HgTc

QQ

p

gH

VV c

c *

15.0,43.0

15.0,81.0

**

*'3/1*'*

QV

QQV

c

c

cc V

V

V

VV

*

*** *** 054.0exp lV

15.0,/43.0ln5.18

15.0,/81.0ln5.18

***

**** 3/1

QVl

QVQlH

ll *

Ondergronds complex: prescriptief oplossen?

© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

Ondergronds complex: CFD

• Toepassing van Computational Fluid Dynamics

• fysisch domein indelen in cellen

• Navier-Stokes transportvergelijkingenvoor energie en massa oplossen mbv krachtige computers

Ondergronds complex: CFD

© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

Ondergronds complex: CFD

• Belangrijke uitgangspunten:• locatie brandhaard

• Invloed hoogte plafond

• Invloed helling wegdek en plafonds

• curve brandverloop

• gewenst zicht op de brand op aanvalslocatie

• maximum temperatuur op aanvalslocatie

Ondergronds complex: CFD

• Zichtlengte in rook

𝐶𝑠 = 𝐾𝑚. 𝜌𝑌𝑠 [𝑚−1

𝐾𝑚 = 8.7m2

𝑔± 1.14

𝑚2

𝑔(flaming fires)

𝑉𝑒𝑟𝑑𝑢𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 = 1 − 𝑒𝑥𝑝 −𝐾𝑚

𝑖=1

𝑁

𝜌𝑠𝑜𝑜𝑡,𝑖 ∆𝑥𝑖 . 100%

Roetagglomeraat

Bron: SFPE handbook FPE

Ondergronds complex: beoordeling resultaten

Temperatuur rookgassen Densiteit rookgassen

Ondergronds complex: beoordeling resultaten

Temperatuur rookgassen

Dank voor uw aandachtEveryone believes an experiment…except the guy who ran it

And no one believes a calculation…except the guy who made it!