VENTILATIONSBRANDSKYDD 5 p WV 0100 Laboratorierapport Fågelbacken, Västerås :15-18:00. Grupp Lisa:

Transkript

1 VENTILATIONSBRANDSKYDD 5 p WV 0100 Laboratorierapport Fågelbacken, Västerås :15-18:00 Grupp Lisa: Hannu Haanpää hannu.haanpaa@pm-luft.se Lisa Svedin lsn98018@student.mdh.se Stefan Svanström stefan.svanstrom@pm-luft.se Mats Granholm mats.granholm@kadesjos.se

2 Sid 1 av 3 Ventilationsbrandskydd 5 p, WV 0100 Laborationsrapport Plats: Fågelbacken, Västerås Datum: Tid: 13:15 ca 17:30 Grupp: Lisa Deltagare Hannu Haanpää Lisa Svedin Stefan Svanström Mats Granholm Förutsättningar För ändamålet har en byggbarack ställts i ordning (se bilaga 1). Två fönster och en dörr hade demonterats. Dörren skulle ursprungligen ha varit kvar men p.g.a. övertändningstendenser så var det tvunget att låta dörren stå öppen, vilket fick, skulle det visa sig, konsekvenser för brandförloppet. Väggar och tak har försetts med ett lager byggplyfa och två lager med gips (2x13 mm) som tillsammans uppfyller ett brandskydd i EI30-klass. Baracken bestod av ett större rum, delvis avskilt från två mindre utrymmen men sedan helt avskilt från ett bortre rum med en brandcellsavskiljande vägg. Genom denna vägg hade två kanaler med dimensionen ø200 dragits. Den ena isolerad, på icke brandsida, med en mattbredd (600 mm) 70 mm nätmatta plus ytterligare en mattbredd med 50 mm nätmatta i avsikt att uppnå EI30 + EI15. Enligt tillverkarna behövs det dock bara 50 mm nätmatta på cirkulära kanaler för att uppnå EI30 och 30 mm för att uppfylla EI15. Den andra kanalen var helt oisolerad. På var och en av kanalerna anbringades tre termoelement på utsidan av isoleringen, alternativt utanpå naken plåtkanal, i syfte att via dator logga temperaturstegringen under brandförloppet. Mätpunkterna benämns Öster 1, 2, 3 för den isolerade kanalen resp. Väster 1, 2, 3 för den oisolerade (se bilaga 2 för diagram). Ytterligare två mätpunkter hade anordnats nära tak, en i vardera kammare, benämnda Ö (öster) och V (väster) (se bilaga 3 för diagram). Förutom att mäta temperaturstegringen utanpå kanaler och i rum ingick det dessutom att funktionstesta ett brandgasspjäll i klassen E60. En oisolerad kanal i dimensionen ø200 hade för detta ändamål dragits igenom ytterväggen från brandutsatt utrymme och i änden av denna kanal, utomhus, var spjället monterat. En rökdetektor fanns monterad i brandutsatt rum som i sin tur var ansluten till en central och vidare till brandgasspjäll. På motsatt yttervägg och på nästan samma höjd som brandgasspjället, hade en brandtätning benämnd Fire plug i brandteknisk klass EI60, se bilaga 4, med dimensionen ø100 monterats.

3 Sid 2 av 3 Brandhärden Den anordnade branden bestod av en pölbrand av bensin som anordnats i fyra kapade oljefat (höjd ca 350 mm) och med en sammanlagd area av 0,9 m 2. Deluppgifter under brandförlopp, kontrollera: 1. utlösningstid för brandspjäll 2. funktion/stängningstid för Fire plug 3. temperatur i mätpunkt Ö (i brandrum) 4. temperatur i mätpunkt V (i brandrum) 5. temperatur i mätpunkterna Öster 1, 2, 3 (isolerad kanal) 6. temperatur i mätpunkterna Väster 1, 2, 3 (oisolerad kanal) Kanaler som passerar genom brandcellsavgränsande vägg har försetts med varsin tät plugg. Dessa pluggar skulle efter 25 minuter avlägsnas för att möjliggöra studier av: 7. temperaturförloppet vid strömmande brandgaser Dessutom ingår det i uppgiften att med hjälp av fönster- och dörröppningar att bestämma maxeffekten som i denna laborationsrapport verifieras med beräkningar i bilaga 5. Observationer under brandförloppet Klockan 15:13 antändes bensinen och som väntat fick branden ett våldsamt förlopp. 1. Efter 5 sekunder började spjället stängas för att efter ytterligare 20 sekunder vara helt stängt. Brandspjället höll sig intakt under hela provtiden ut, tätningar runt kanalen likaså. 2. Fire pluggen reagerade överhuvudtaget inte under brandens första minuterar. Efter 4 minuter och 55 sekunder kan sticklågor skönjas genom öppningen men fortfarande är den otät. Efter 17 min och 10 sek. kan man fortfarande skymta den röda brandhärden genom otätheter. 3. Efter nästan 5 minuter inträffar en första övertändning och högsta temperaturen noteras +370 C. Intensiteten dämpas genom vattenbegjutning. Ytterligare sju toppar kan noteras innan bränslet tar slut efter drygt 27 minuter. 4. Efter nästan 5 minuter inträffar en första övertändning och högsta temperaturen noteras +350 C. Intensiteten dämpas genom vattenbegjutning. Ytterligare sju toppar kan noteras innan bränslet tar slut efter drygt 27 minuter. 5. En mycket långsam temperaturstegring sker utanpå de delar som är isolerade. Max. temperaturen noteras till ca + 30 C efter 32 minuter. Den oisolerade delen skiljer sig genom att temperaturen stiger till drygt + 30 C redan efter 7 minuter för att sedan hålla sig på den nivån tills sensorn lossnar i samband med att proppen i kanaländen dras loss. När sensorn återmonteras sker en mycket snabb temperaturstegring till C för att därefter avta när bränslet är slut. 6. Temperaturen stiger relativt långsamt under brandförloppets första 22 minuter. Kurvorna divergerar något från varandra som förväntat men det bör ändå observeras att väster 2 och 3 faktiskt korsar varandra av någon anledning men att de mot slutet åter hamnar i sitt rätta läge. Som väntat sker en kraftig temperaturstegring när

4 Sid 3 av 3 proppen avlägsnas. Max. temperaturen på C noteras på sensor Väster 1, närmast brandhärden. 7. Då brandintensiteten kraftigt avtagit redan efter drygt 20 minuter så beslutades att pluggarna skulle tas bort. Efter 22 min. 12 sek. avlägsnas den första pluggen på kanal Öster och brandgaser tillsammans med kondensvatten börjar genast strömma ut igenom öppningen. Efter ytterligare ca 60 sekunder rycks (efter visst besvär) nästa plugg. Övrigt: Efter 28 minuter var bensinen slut och en avsvalningsperiod börjar. Gipsen uppvisade stora skador och i takhöjd var gipset fläckvis helt borta. Under avsvalningsfasen rasade också hela sjok ned från taket. Tydliga angrepp kunde skönjas i byggnadsstommen och eftersläckning krävdes under kvällen/natten (enligt välunderrättad källa). Slutsatser Temperaturhöjningen uppnår aldrig förväntade +841 C (EI30) vilket kan antas bero på de stora tilluftsöppningar som funnits i form av fönster och den från början ej tänkta dörröppningen. Brandgasskiktet kan därför inte förväntas bli så homogent som väntat då stora mängder kall luft blandas in i rökgasskiktet. Detta får också konsekvenser för Fire plug vars funktion förutsätter relativt höga omgivningstemperaturer (ca +400 C). Däremot kan den tänkas fungera väl i sin tänkta applikation, hotellrum, fartygshytter etc., där man kan förutse snabba brandförlopp och höga temperaturer. Enligt våra beräkningar ska pölbranden utveckla 1,5 MJ medan Q max med öppna fönster ger 3,1 MJ och med öppen dörr + fönster ger 7,7 MJ m.a.o. branden ska vara bränslekontrollerad. Förloppet visar däremot på att en överantändning sker (se bild). Vårt antagande går ut på att den teoretiska pölbranden sker under förhållanden där inte återstrålningsvärmen är så stor. Återstrålningsvärmen medför att förbränningshastigheten ökar p.g.a ökad förångning av bränsle som visar sig i att bränslet tar slut redan efter 28 minuter och inte efter beräknade 50 minuter. Skyddsavståndet på 250 millimeter från brännbart material som anges i många sammanhang visar sig i denna laboration vara väl tilltaget. Sensorn som lossnade hamnade ca 100 mm från oisolerad kanal varvid temperaturen faller från +40 C till ca +10 C. Till sist Fredrik!! -Ta undan farliga syror vid lek med gasol!!! Hannu Haanpää, Lisa Svedin, Stefan Svanström, Mats Granholm Västerås

5

6 Sensor återmonterad Bilaga 2:1 400,0 350,0 Första övertändningen. Dämpas genom vattenbegjutning Öster Bränslet slut Brandrum Öster 1 Öster 2 Öster 3 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 15:13:02 15:14:02 15:15:02 15:16:02 15:17:02 15:18:12 15:19:12 15:20:12 15:21:12 15:22:12 15:23:12 15:24:12 15:25:12 15:26:12 15:27:12 15:28:12 15:29:12 15:30:12 15:31:12 15:32:12 15:33:12 15:34:12 15:35:12 15:36:12 15:37:12 15:38:12 15:39:12 15:40:12 15:41:12 15:42:12 15:43:12 15:44:12 15:45:12 Temperatur (C) Proppen avlägsnas. Sensor lossnar Tid

7 Bilaga 2:2 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Väster 15:13:02 15:14:02 15:15:02 15:16:02 15:17:02 15:18:12 15:19:12 15:20:12 15:21:12 15:22:12 15:23:12 15:24:12 15:25:12 15:26:12 15:27:12 15:28:12 15:29:12 15:30:12 15:31:12 15:32:12 15:33:12 15:34:12 15:35:12 15:36:12 15:37:12 15:38:12 15:39:12 15:40:12 15:41:12 15:42:12 15:43:12 15:44:12 15:45:12 Temperatur (C) Första övertändningen. Dämpas genom vattenbegjutning Tid Proppen avlägsnas. Strömmande brandgas Bränslet slut Brandrum Väster 1 Väster 2 Väster 3

8 Bilaga 3 Brandrum Ö Brandrum V Brandrum Bränslet slut 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 15:13:02 15:15:22 15:17:52 Första övertändningen. Dämpas genom vattenbegjutning 15:20:12 15:22:32 15:24:52 15:27:12 15:29:32 15:31:52 15:34:12 15:36:32 15:38:52 15:41:12 15:43:32

9 Bilaga 5 Beräkning av Pölbrands effekt Q = A * m * χ * H c I vår brand beräknas Q till 1,5 MJ Q = 0,90 * 0,055 * 0,7 * 43,7 = 1,5 MJ Ventilationskontrollerad brand Q max = 1500 * A * h Beräknat på fönsterarea Q max = 1500 * 1,92 * 1,20 = 3,1 MJ Beräknad på fönster- och dörrarea Q max = 1500 * 3,6168 * 2,02 = 7,7 MJ Brandens brinntid beräknat på förbränningshastigheten m = [ kg / m 2 * s ] ger 0,055 = 148 / 0,90 * s s = 148/0,90*0,055 = 2990 sekunder 50 minuter 30 minuters brinntid är 1800 sekunder 0,055 * 0,90 * 1800 = 89,1 kg 120 liter bensin skulle alltså räckt till branden eller 171 liter med tanke på χ = 0,7.

10 Laboration Vi som gjorde det. Montage av temperatursensorer på kanal Öster.

11 Fire Plug EI60 Tänt vare här!!

12 Övertändning Inspektion av läckande Fire Plug