Statistik för Brandingenjörer. Laboration 4

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Statistik för Brandingenjörer. Laboration 4"

Hanna Lundström
för 7 år sedan
Visningar:

1 LUNDS UNIVERSITET 1(6) STATISTISKA INSTITUTIONEN Per-Erik Isberg/Lars Wahlgren Statistik för Brandingenjörer Laboration 4 Simulering - Brandsäkerhet II VT 2012

2 2 Fire Safety Design Laborationens syfte är att simulera ett antal olika risk-scenarier vid brand i ett enskilt rum i en offentlig byggnad. Utgångspunkten finns beskriven i en rapport Fire Safety Design Based on Calculations, rapport 3078 (1995), av Magnusson m. fl. från Institutionen för Brandteknik vid LTH. Det vi skall beskriva är säkerhetsmarginalen vid en brand i det enskilda rummet. Som exempel på byggnader som kan innehålla denna typ av rum kan nämnas teatrar, biografer, kyrkor, sporthallar, osv. De olika scenarierna definieras utifrån olika förutsättningar vad gäller larm, sprinkler och nödutgångar. De olika möjligheterna kan ses i nedanstående händelseträd. Alarm failure Sprinkler failure Emergency door blocked Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Initial fire Scenario 4 Scenario 5 Scenario 6 Scenario 7 Scenario 8 Figure 1. Event tree describing the eight scenarios

3 3 Definition av säkerhetsmarginal Säkerhetsmarginalen beskrev vi tidigare (laboration 3) med följande relation: G = S D R E där S = Tid för rökfyllnad upp till 1,6 m över golvnivå (sekunder) D = Detektionstid (sekunder) R = Respons- och aktivitetstid innan evakuering (sekunder) E = Evakueringstid (sekunder) Vi skall nu utvidga den så att beskrivningen ligger närmare den som finns i den ursprungliga rapporten. Eftersom vissa av de uppgifter som användes i sin tur kommer från simulerade modeller introduceras nu tre nya osäkerhetsfaktorer (modellosäkerheter), M S, M D och M E. Detta ger nu en total modell som ser ut så här: G = M S S M D D R M E E Bestämning av de olika komponenterna Komponent S Om där det inte finns något fungerande sprinklersystem beräknas rökfyllnadstiden ur : 0,26 0,44 S1 1,67α H Area 0,54 Om sprinklersystemet fungerar används relationen: 0,114 0,457 S2 0,025α H Area där 1,28 = Brandens tillväxthastighet (kw/s 2 ) H = Takhöjd (m) Area = Golvyta (m 2 )

4 4 Komponenterna D och R Dessa komponenter kommer att simuleras som självständiga enheter i laborationen. Detta innebär att de simuleras av varsin statistisk fördelning. Komponent E Tid för folks rörelse ut ur rummet beräknas med hjälp av följande uttryck: E N Area F W där N = Persontäthet (personer/m 2 ) Area = Golvyta (m 2 ) F = Flödeskapacitet genom dörrarna (personer/m 2 ) W = Dörrbredd (m) Statistiska fördelningar i simuleringen Följande statistiska fördelningar kommer att användas i simuleringen: RiskUniform(a; b) Likformig fördelning (alla värden lika sannolika) mellan a och b. Riskrmal(a; b) rmalfördelning med medelvärdet a och standardavvikelsen b. RiskLognorm(a; b) Lognormalfördelning där a är medelvärdet och b är standardavvikelse. RiskTriang(a; b; c) Triangulär fördelning med minimum=a, troligaste värde=b och maximum=c. Om inget annat anges skall följande standarduppsättning av fördelningar användas för de olika komponenterna och delkomponenterna. Uniform (0,001; 0,1) - (kw/s 2 ) H 10 (Konstant) - (m) Area 1200 (Konstant) - (m 2 )

5 5 D 1 Lognormal (10; 5) - (s) R 1 Lognormal (300; 300) - (s) N Triang (0,1; 0,8; 1,0) - (per/m 2 ) F rmal (1; 0,001) - (per/m/s) W 3,6 (Konstant) - (m) M S rmal (1,35; 0,1) M D rmal (1,0; 0,2) M E rmal (1,0; 0,3) De olika scenarierna innebär att vi varierar de olika fördelningarna och konstanterna. De åtta scenarierna Scenario 1 Detta är det värsta fallet där ingen säkerhetsutrutning finns tillgänglig. Larm och sprinklersystem finns ej installerade/fungerar ej. En av fyra tillgängliga evakueringsdörrar är blockerad. Använd standarduppsättningen vid simuleringen. Rökfyllnadstid bestäms av relation S 1. Scenario 2 Alla utgångar finns nu tillgängliga. Detta gör att den totala dörrbredden nu ökar till 4,8 m. I övrigt är allt detsamma som vid scenerio 1. Scenario 3 Skillnaden mot scenario 1 är att sprinklersystemet nu fungerar. Detta innebär att det tar längre tid för komponent S att nå den kritiska tiden. Rökfyllnadstiden beräknas nu ur relation S 2. Liksom i scenario 1 är en av evakueringsdörrarna blockerad vilket gör att den totala dörrbredden är 3,6 m. Scenario 4 Samma som scenario 3 med tillägget att dörrbredden nu är lika med 4,8 m.

6 6 Scenario 5 I scenarierna 5-8 kommer det att finnas ett fungerande automatiskt brandlarm. Detta innebär att folk i lokalen kommer att upptäcka på ett tidigare stadium att det har börjat brinna. Detta kommer att påverka komponenterna D och R. Rökfyllnad bestäms av relation S 1. Använd följande uttryck för D och R: D 0,478 0, 7 2 5,36α H R 2 - Lognormal(130; 120) Observera att en dörr är blockerad vilket minskar dörrbredden till 3,6 m. Scenario 6 Samma som scenario 5 med tillägget att dörrbredden nu är lika med 4,8 m. Scenario 7 Både brandlarm och sprinklersystemet fungerar. Detta innebär samma uppsättning som scenario 5 med undantag för att relation S 2 används för rökfyllnad. Scenario 8 Samma som scenario 7 med tillägget att dörrbredden nu är lika med 4,8 m. Uppgifter Simulera varje scenario tusen gånger (Iterations=1000) med hjälp av Monte Carlometoden. Observera att detta kan göras samtidigt för alla åtta scenarier. Redovisa resultaten i en skriftlig rapport och bifoga även filen med det använda kalkylbladet. Filen döper du till LAB4_xxx där xxx är ditt namn. Rapporten skall innehålla histogram, medelvärden och standardavvikelser för samtliga simulerade säkerhetsmarginaler. Redovisa även andelen simuleringar med en säkerhetsmarginal större än noll. Avsluta med att göra en känslighetsanalys för varje scenario. Redovisa de tre ingående komponenter som har störst betydelse för respektive säkerhetsmarginal. Rapporten skickas senast fredag 11 maj till per-erik isberg@stat.lu.se.

Relevanta dokument

Statistik för Brandingenjörer. Laboration 3

Statistik för Brandingenjörer. Laboration 3 LUNDS UNIVERSITET 1(7) STATISTISKA INSTITUTIONEN Per-Erik Isberg/Lars Wahlgren Statistik för Brandingenjörer Laboration 3 Simulering - Brandsäkerhet VT 2012 2 Fire Safety Design Laborationens syfte är