Pass 1. Stoppade fläktar sid 2-16 Rapport TVIT 06/3003. Enkel tvåzonsmodell sid Rapport TVIT 07/7012. Pass 2. Trycksättning trapphus sid 17-29

Transkript

1 Pass 1 Stoppade fläktar sid 2-16 Rapport TVIT 6/33 Enkel tvåzonsmodell sid Rapport TVIT 7/712 1 Pass 2 Trycksättning trapphus sid Rapport TVIT 6/ Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

2 Pass 3 Backspjäll för skydd sid 3-36 Rapport TVIT 6/34 Textildon som backspjäll sid Rapport TVIT 7/713 3 Pass 4 flerrumsbrandceller sid 4-44 Rapport TVIT 6/33 Tvärströmning sid Rapport TVIT 7/718? 4 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 2

3 Pass 5 beräkningar med PFS sid Rapport TVIT 7/79 5 Pass 6 Funktionskrav mot sid Rapport TVIT 7/71 Kolmoxidförgiftning sid 68-7 Rapport TVIT 7/714 6 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 3

4 BRANDFORSK Projekttitel Skydd mot rökspridning via ventilation med stoppade fläktar och förbigångar -riskbedömning och dimensionering TVIT 6/33 7 Projektets syfte Undersöka risk för brandgasspridning Bestämma dimensioneringsregler Bestämma dimensionerande brandflöde Bestämma dimensionerande lufttäthet 8 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 4

5 Vad avgör brandgasspridning? Tre ting Brandens värmeeffekt (konvektiv del) = brandens termiska expansion = brandflöde Brandrummets lufttäthet Ventilationssystemets egenskaper 9 Vilka osäkerheter finns? Brandens tidsförlopp Inverkan av sprinklersystem Lokalens lufttäthet När sprängs fönster Ventilationssystemet 1 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 5

6 F-system med ständig drift Kommer branden att detekteras? Stor utspädning om många lägenheter Metoden 5:1 otillräcklig Rätt dimensionering bra skydd Risk för tvärströmning Känslig för vindpåverkan 11 FT-system med ständig drift Som för F-system Med stoppade fläktar och förbigångar ett varmt F-system utluftar ett kallt T-system inluftar utom i brandrummet bra med golvdon Större tvärströmningsrisk 12 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 6

7 Dimensionerande brandfall Vanlig brandeffektsimulering P(t) ~ t 2 Brandförsöksdata mot maximaleffekt 7 brandförsök 1 föremålsgrupper 36 monotont ökande effekt 7 monotont ökande effektändring 13 Sängar Y6 12 fall med skumgummimadrasser 3 fall med resårmadrasser Brandeffekt brandtid Figur 3.23 Brandluftbehov brandtid Figur 3.24 Relativ effekt relativ tid Figur Lars Jensen Installationsteknik, LTH 7

8 2.5 Y6 beds ic = 8 nc = brandeffekt MW tid s 5 Y6 beds ic = 8 nc = brandluftbehov m tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 8

9 1 Y6 beds ic = 8 nc = relativ brandeffekt relativ tid 17 Brandflödessimulering Förenklad tvåzonmodell Parameterkänslighet rumsdata golvyta höjd väggyta kvadratisk form utluftning ytmaterial typ och tjocklek uppdelning strålning och konvektion tidsförlopp t 2 -brandförlopp [medium fast].5 Kontroll av tumregel 1 MW ger 1 m 3 /s 18 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 9

10 1.5 Rumsgolvyta A = 5,1,2 m 2 ( h = 3 m ) 2 Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s 1.5 Rumshöjd h = 2.4,3.,3.6 m ( V = 3 m 3 ) Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

11 1.5 Rumsväggfaktor o =,1,2 - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s 1.5 Nedre utluftningsandel u =.,.5,1. - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

12 1.5 Ytmaterialtyp i m = 1,2,3 - ( trä,betong,stål ) Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s 1.5 Strålningsandel f =.,.2,.4 - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 12

13 2.5 α = 2.93,23.44, W/s Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s 1 Konstant brandeffekt P(t) =.95,1.9,3.8 MW 9 Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 13

14 2 Brandeffekt med konstant brandflöde q b =.1,.2,.5,1. m 3 /s 1.8 Brandeffekt MW Brandflöde m 3 /s tid s Brandmodeller Största brandflöde Dito brandtid Dito brandtemperatur Dito brandtid med sprinkler Dito brandtid med fönstersprängning 28 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 14

15 Simuleringsfall Tidsförlopp t 2 och t 1 Brandtillväxthastighet Golvyta Rumshöjd Nedre utluftning 8 fall 1 fall 5 fall 5 fall Totalt 2 fall aah rms =.62 2:15::1.2 relativt fel för brandflöde q b m 3 /s tvåzonsmodell brandflöde q b m 3 /s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 15

16 .25 aah rms =.47 2:4::.2.15 relativt fel för brandtid t b s tvåzonsmodell brandtid t b s.25 aah rms =.43 2:::.2 relativt fel för brandtemperatur T b K tvåzonsmodell brandtemperatur T b K Lars Jensen Installationsteknik, LTH 16

17 Anpassade modeller ( ) q b =.81 α.42 A.5 h 1.4 (m 3 /s) t b = α -.33 A.35 h.28 (s) T b = α.7 A.5 h -.7 (K) Stora likheter för q b med äldre formel och teori 33 Dimensionerande brandflöde hur? Använda modell (3.16) t 2 -brand Använda modell (3.2) t 1 -brand Använda simulering med brandföremål Vad kommer att brinna? Krav finns förhindra eller försvåra? 34 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 17

18 Teori - dimensionering - utluftning Tryckfallsförhållande 5:1 eller f:1 Kall spridningsanalys utan termik Kall spridningsanalys med termik Tvärströmning Figur 4.5 och 4.6 fel Varm spridningsanalys utan inblandning Varm spridningsanalys med inblandning 35 Tryckfallsförhållande 5:1 1 Alla grenkanaler skall ha minst 5 gånger större tryckfall än det gemensamma kanalsystemet ut mot det fria Behövs det förbigång? Hur säkert är systemet? Hur mycket brandgaser kan spridas? 36 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 18

19 Tryckfallsförhållande 5:1 2 Ett fall med n lokaler och samlingslåda Grentryckfall Grenflöde Aggregattryckfall Aggregatflöde Samband tryckfall Δp g q g Δp a q a = n q g Δp a = mδp g 37 Tryckfallsförhållande 5:1 3 Tryckfallskravet kan utan förbigång Δp g :Δp a / n 2 Omskrivning med Δp a = mδp g ger n 2 : m Kravet 5:1 ger n 2 / m > 5 38 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 19

20 Tryckfallsförhållande 5:1 4 Sifferexempel: Antag T-system med åtta rum och grentryckfall 1 Pa och aggregattryckfall 8 Pa vilket ger n 2 / m = 64/8 = 8 > 5 ok! 39 Tryckfallsförhållande 5:1 5 Sifferexempel: Antag F-system med tre rum och grentryckfall 1 Pa och övriga tryckfall 1 Pa vilket ger n 2 / m = 9/1 = 9 > 5 ok! 4 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 2

21 Tryckfallsförhållande 5:1 6 Slutsats: Det är lätt att uppfylla tryckfallsförhållande 5:1 utan en förbigång 41 Kall brandgasspridning 1 Antag ett fall med n lika lokaler Brandgaser fördelas som f.5 :(n-1) mellan utluftningen och de andra lokalerna Några sifferexempel: f=9 och n=2 ger spridningsbild 3:1 f=9 och n=4 ger spridningsbild 1:1 f=9 och n=1 ger spridningsbild 1:3 42 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 21

22 Kall brandgasspridning 2 Brandgasspridningandel till övriga lokaler s t = 1/(f.5 /(n-1)+1) (-) (4.7) Några sifferexempel: f=9 och n=2 ger spridningsbild 1/4 f=9 och n=4 ger spridningsbild 1/2 f=9 och n=1 ger spridningsbild 3/ Lars Jensen Installationsteknik, LTH 22

23 Kall brandgasspridning 3 Slutsatsen är att tryckfallsförhållande 5:1 inte ger något nämnvärt skydd mot brandgasspridning i det kalla fallet 45 Sval brandgasspridning 1 När fläkten i ett F-system i en flerplansbyggnad är ur drift råder självdragsventilation Dimensioneringskrav ingen brandgasspridning till högsta våningsplan Vad blir tryckfallsförhållandet? 46 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 23

24 Sval brandgasspridning 2 Antag följande: inga stamkanaltryckfall antal anslutna våningsplan n tryckfall grenkanal för flöde q Δp g tryckfall fasad för flöde q Δp f tryckfall utluftning för flöde q Δp e utluftningens höjd i våningsplan m termisk tryckskillnad våningsplan p 47 Sval brandgasspridning 3 Dimensioneringskrav eller sökt tryckfallskvoten är Δp g / Δp e > s(n) 2 / m där s(n) = (n-1).5 48 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 24

25 Sval brandgasspridning 4 Sifferexempel s(n) 2 /m m = 1 n = 2 ger tryckfallskvoten 1 n = 4 ger tryckfallskvoten 18 n = 1 ger tryckfallskvoten 373 jfr SBN-kravet 5 49 Dimensionering - självdrag Antag m=1 ger krav Δp g / Δp e > s(n) 2 Notera Δp g och Δp e avser flöde q Inför Δp en för flöde nq Δp en = n 2 Δp e Nytt krav Δp g / Δp en > s(n) 2 /n 2 5 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 25

26 51 52 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 26

27 Dimensionering - utan inblandning Beräkningsuttryck där brandtryck ingår Δp g / Δp en = (4.22) 53 Dimensionering - med inblandning Beräkningsuttryck där brandtryck och inblandningsfaktor r ingår Δp g / Δp en = (4.34) Inblandningsfaktorn r itereras fram Om r= blir (4.34)=(4.22) 54 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 27

28 Fyra dimensioneringmetoder Δp g / Δp en < n 2 / f (4.1) -1 Δp g / Δp en < n 2 / s(n) 2 (4.17) -1 Δp g / Δp en < (4.22) Δp g / Δp en < (4.34) 55 Kontroll av metoder 15 grundfall konstant stamkanaldiameter 15 grundfall konstant stamkanaltryckfall 1 brandtemperaturer 1(1)1 ºC 8 brandtryck, 1, 2, 5, 1 Pa 24 fall ((15+15) 1 8) Säkerhetsmarginal för metod (4.34) 56 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 28

29 57 58 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 29

30 Jämförelse metoder Konstant kanaltryckfall 3 Pa/plan Tryckfall fasad,gren,stam 1,9,3 Pa 6 våningsplan Metod (4.1) ger Δp en = 648 Pa Metod (4.11) ger Δp en = 51.2 Pa Isodiagram Δp en med T b x-axel p b y-axel för metod (4.22), (4.34) och facit 59 6 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 3

31 61 62 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 31

32 Utluftning och vindpåverkan 1 Drivtryck utluftning (4.42) Δp e =(ρ n - ρ e ) g z e + ( f v -f e ) ρv 2 /2 vindfaktor plan n f v och utluftning f e Termisk term 3 ºC ger 6 Pa/m och 5 m ger 3 Pa Vindterm f v -f e = 1 och 7 m/s ger 3 Pa f v -f e =.5 och 1 m/s ger 3 Pa 63 Utluftning och vindpåverkan 2 Vindfaktor f e för tak < Vindfaktor f v för plan n är osäker Vindfaktor lovartsida >.5 Vindfaktor läsida < -.5 Drivtryck för utluftning < = felfunktion Ofta öppna fönster vid brand 64 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 32

33 Simulering av utluftning Enbart kvadratiska tryckfall 12 modellfall Brandtemperatur 2-1 ºC Brandtryck, 1, 2, 1, 1 Pa Inträngande brandflöde beräknas Enbart kvadratiska tryckfall 65 Basmodellfall F-system (=FT-system/2) Ventilationsflöde 1 m 3 /s Fasadtryckfall 1 Pa Grentryckfall 9 Pa Stamtryckfall 3 Pa/plan Tryckfall utluftning 3 Pa Utetemperatur 2 ºC 66 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 33

34 Modellfall konstant stamkanaldiameter 3 lägre grentryckfall 4 Pa (9 Pa) 4 högre avlufttryckfall 18 Pa (3 Pa) 5 undertryck avluft 5 Pa ( Pa) 6 låg utetemperatur 1 ºC (2ºC) 7 våningsplan 4 (6) 8 våningsplan 8 (6) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 34

35 69 7 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 35

36 71 72 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 36

37 73 74 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 37

38 75 76 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 38

39 77 78 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 39

40 79 8 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 4

41 81 82 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 41

42 83 84 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 42

43 85 Sammanfattning - simulering Känsligt för låga brandtemperaturer Mindre känsligt för höga brandtryck Känsligt för vindtryck Känsligt för utetemperatur Rätt dimensionering innebär nästan bara rakt upp och ut 86 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 43

44 Byggnaders lufttäthet Genomgång av 36 provtryckningsfall Hela omslutande ytan används för att beräkna specifikt luftflöde vid 5 Pa Gamla BBR-krav.8 l/sm 2 för bostäder Gamla BBR-krav 1.6 l/sm 2 för lokaler Nytt BBR-krav.6 l/sm fall 11 labb 2 A = 74 m läckflöde i l/sm övertryck i Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 44

45 .8 fall 12 småhus 1 A = 375 m läckflöde i l/sm övertryck i Pa.8 fall 13 lgh h141 1 A = 45 m läckflöde i l/sm övertryck i Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 45

46 2 fall 23 trapphus 3 A = 711 m läckflöde i l/sm övertryck i Pa q l /q 5 relativt läckflöde p b /p 5 relativt brandtryck 92 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 46

47 Sammanfattning - lufttäthet Samband läckflöde q ~ p n q l/sm 2 hela den omslutande ytan n (.5,1.) (turbulent,laminärt) Medelvärden q 5+ /q 5- n + /n - Lägenheter.31/.28.67/.77 Småhus.47/.43.72/.81 Trapphus.78/1.1.6/.8 Övriga stor spridning 93 Sammanfattning slutrapport Dimensionerande effekt t 1 -och t 2 -brand Dimensionerande lufttäthet Förenklad modell för utluftning Dimensionering av utluftning Simulering av utluftning 94 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 47

48 Fortsättning slutrapport Mer försöksdata bränder i slutna rum CFD-simulering av bränder i slutna rum Mer försöksdata lufttäthet Fullständigare modell för utluftning Lars Jensen Installationsteknik, LTH 48

49 Trycksättning av trapphus BRANDFORSK TVIT 6/ Syfte Trycksättning av trapphus för att undvika inträngning av brandgaser för att underlätta utrymning för att underlätta räddningsarbete Avgränsning trapphus direkt mot våningsplan ej hisshall våningstryck = utetryck eller våningsläckage >> trapphusdörrläckage 98 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 49

50 Trycksättningskrav > 2 Pa För att förhindra inträngning av brandgaser 293 ºC 2 m dörr 586 ºC = 12 Pa 293 ºC 2 m dörr 879 ºC = 16 Pa ingen marginal mot överlagrat brandtryck < 8 Pa För att kunna öppna dörrar öppningskraft < 133 N 99 Högsta möjliga trapphus Trycksättningsintervall (2,8) Pa Termisk tryckgradient Vintertid 23 C 2 Pa/m Sommartid 33 C -.5 Pa/m Trapphushöjd Vintertid 2 Pa/m 3 m (8-2)/2 Sommartid -.5 Pa/m 12 m (2-8)/-.5 1 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 5

51 Oteknisk lösning Utomhustrapphus En våning per trapphussektion Ingen trycksättning Vindberoende funktion 11 Byggteknisk lösning Sektionera trapphus som klarar kraven Rekommenderad sektionering 8-12 våningsplan per trapphussektion Turning Torso 2 m 9 moduler 5 sektioner World Trade Center 4 m 3? sektioner 12 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 51

52 Installationsteknisk lösning Skapa ett strömningstryckfall = den termiska tryckgradienten Vintertid nerifrån och upp Sommartid uppifrån och ner 13 2 Princip för trycksättning utan läckage Övertryck Pa Pa/m 1 Pa/m Pa/m m 3 /s 4 m 3 /s 4 m 3 /s Nivå m Lars Jensen Installationsteknik, LTH 52

53 Oändlig trapphushöjd om Inget läckage och Jämn personbelastning och Samma temperatur 15 Begränsad trapphushöjd om Läckage eller Ojämn personbelastning eller Trycksättning med uteluft 16 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 53

54 Tryckfall trapphus 1 Halvtrappa eller heltrappa Slutet/öppet trapphus med/utan mittvägg Kompakt trapphus = rektangulär kanal 2 st 18 skarpa böjar per plan 2-4 st 37 skarpa böjar per plan 1-2 st kontraktioner per plan som tre engångsförluster per plan eller som en 3 m luftkanal med diameter 8 mm 17 Tryckfall trapphus 2 Öppen halvtrappa invändig bredd 27 mm och längd 56 mm trappbredd 12 mm glapp mm ytterglapp.6m 2 och mittglapp.44 m 2 mätsträcka för tryckfall +6 m till +45 m temperatur +3 m, +6 m, m, +45 m, självdrag 5 ºC ute 22 ºC inne +3 m dörr 1.8 m m luckor.9+.8 m 2 18 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 54

55 7 provflödning Sysav trapphus Mitt röklucka öppen läge för port söder, port öster och röklucka röklucka stängd port öster öppen port öster stängd port söder öppen port söder stängd tidskala i h 3 provflödning Sysav trapphus Mitt o C lufttemperatur på plan 1, 11, 17.5 och tidskala i h Lars Jensen Installationsteknik, LTH 55

56 3 provflödning Sysav trapphus Mitt tryckskillnad mellan plan 11 och 24 Pa mätt tidskala i h 6 provflödning Sysav trapphus Mitt trapphusflöde i dörröppning på plan 1 m 3 /s tidskala i h Lars Jensen Installationsteknik, LTH 56

57 Tryckfall trapphus 3 Modell för våningsplan p / n = e n ρv 2 /2 Pa mät p och v för n våningsplan och bestäm e n oberoende av våningshöjd och trapphusstorlek flödet = trapplöpstvärsnitt (b h) dito hastighet v Modell för m trapphus p = Rq 2 Pa/m R = e n ρ / 2 b 2 h 3 Pa/m(m 3 /s) provflödning Sysav trapphus Mitt tryckskillnad mellan plan 11 och 24 mätt modell Pa tidskala i h Lars Jensen Installationsteknik, LTH 57

58 3 provflödning Sysav trapphus Mitt tryckskillnad mellan plan 11 och 24 modell Pa tryckskillnad mellan plan 11 och 24 mätt Pa 115 Tryckfall trapphus 4 SYSAV försök 13 plan 39 m e n = 2. utan personbelastning e n = 2.5 för modellförsök olika ytstruktur ger högre e n 1 m 2 smitväg ger lägre e n Fullskaleförsök litteratur e n = 1.8 utan personbelastning e n = 5.4 med personbelastning 116 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 58

59 Tryckfall trapphus 5 Modellförsök skala 1:5 öppen/sluten, halv/hel, 1/2 m åtta fall Modellförsök skala 1:1 öppen, halv/hel, 1 m två fall Engångsförlust per plan öppet och halvtrappa 2.5 öppet och heltrappa 2.9 slutet och halvtrappa 3.9 slutet och heltrappa Tryckfall trapphus vid 1 m/s Dynamiskt tryck.6 Pa Engångförlust per plan e n = 3 /plan Tryckfall 1.8 Pa/plan Trapp- bredd 1 m höjd 3 m tvärsnitt 3 m 2 flöde 3 m 3 /s tryckfall.6 Pa/m 118 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 59

60 Balansflöde - trycksättning ( ρ o - ρ i ) g = R q b 2 T i > T o (Pa/m) q b = ( ( ρ o - ρ i ) g / R ).5 T i > T o (m 3 /s) q b balansflöde m 3 /s ρ o uteluftens densitet vid T o kg/m 3 ρ i inneluftens densitet vid T i kg/m 3 g jordaccelerationen m/s 2 R strömningstryckfall vid 1 m 3 /s Pa/m 119 Fysikalisk modell Oberoende variabel Trapphusnivå z m Tre differentialekvationer Övertryck i trapphus p(z) Pa Trapphusvolymflöde q(z) m 3 /s Trapphustemperatur T(z) K 12 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 6

61 Trapphusövertryck p(z) Pa Derivata för övertryck = d p(z) / dz = Pa/m Termiskt tryckändring ( ρ o ρ(z) ) g Pa/m -Tryckfall -( ρ(z) / ρ o ) R(z) q(z) 2 Pa/m 121 Trapphusvolymflöde q(z) m 3 /s Derivata för trapphusvolymflöde = d q(z) / dz = m 2 /s Termisk volymändring ( q(z) / T(z) ) d T(z) / dz m 2 /s - Läckage -q n ( p(z) ρ n / p n ρ(z) ).5 m 2 /s 122 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 61

62 Trapphustemperatur T(z) K Derivata för trapphustemperatur = d T(z) / dz = K/m Trapphusytors värmeutbyte Ah ( T s T(z)) W/m / Trapphusflödets värmeöverföringsförmåga / ( ρ(z) c q(z) ) W/K 123 Känslighetsanalys Figur Trapphushöjd 1 m Aktuell parameter på kurva Parameter läckage tryckfall värmeövergångstal personbelastning storlek personbelastning läge inloppstemperatur 124 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 62

63 8 olika nominellt läckflöde m 3 /s fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 8 olika nominellt läckflöde m 3 /s fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 63

64 8.5 7 olika tryckfall Pa/m(m 3 /s) 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] olika tryckfall Pa/m(m 3 /s) 2 fall Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 64

65 8 olika värmeövergång W/Km fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 8 olika värmeövergång W/Km fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 65

66 25 2 olika värmeövergång W/Km fall 15 Trapphuslufttemperatur [ o C] Trapphusnivå [m] olika tryckfallskvot - fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 66

67 8 olika tryckfallskvot - fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] 8 olika läge personbelastning m fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 67

68 8 olika läge personbelastning m fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] olika termisk tryckgradient Pa/m fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 68

69 8 olika termisk tryckgradient Pa/m fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] 25 olika termisk tryckgradient Pa/m fall 2 15 Trapphuslufttemperatur [ o C] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 69

70 8 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 8 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 7

71 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall Trapphuslufttemperatur [ o C] Trapphusnivå [m] Dimensionering 1 bestäm p min Indata Värmeöverföringsförmåga Ah W/mK Personbelastning faktor f - Personbelastning läge p m Trapphushöjd h m Högsta övertryck p max Pa Läckage q x m 3 /s vid p x Pa Utetemperatur och inloppsdito T o K 142 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 71

72 Dimensionering 2 bestäm p min Iterera beräkningsuttryck (3.1-12) p min = p max dp pfx dp T personbelastning och läckage dp pfx dp T trapphustemperatur Kontroll med (4 7 ) testfall 7 parametrar och 4 värden per parameter beräknat p min Pa simulerat p min Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 72

73 Dimensionering 3 bestäm p min Simulering med Excel (2.1-3) 74 givet tryckfall, läckage och värmeutbyte givet p() = p max och T() finn q() och A(h) som uppfyller p min < p(z) < p max och < q(z) kontroll av beräkning mot Figur ingen garanti 145 Test av trycksättningssätt Tre personbelastningar.,.5, 1. Fem klimat 2, 8.9, -2.9, ºC Fem trycksättningssätt Reglerad öppning Programstyrd öppning Till/frånstyrd öppning Anpassat läckage Ingen öppning 146 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 73

74 Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 74

75 Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 75

76 1 9 Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 76

77 1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 77

78 1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 78

79 1 9 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 79

80 1 9 8 Statisk trycksättning.1 65 A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] 1 9 Statisk trycksättning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 8

81 1 9 Statisk trycksättning A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] Trapphusnivå [m] Maximal trapphushöjd 1 Tryckintervall (2,8) Pa Termisk gradient 14 fall -.5, -.4, -.3, ,..1,.2,.3,.4,.5, 1., 1.5 och 2. Pa/m Maximal trapphushöjd utan flöde 12, 15, 2, 3, 6,, 6, 3, 2, 15, 12, 6, 4, 3 m Läckage.2 m 3 /sm 162 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 81

82 8 Trapphus utan läckage Pa/m Trapphusövertryck (Pa) Trapphusnivå (m) 8 Sommarfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) Trapphusnivå (m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 82

83 8 Vår/höstfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) Trapphusnivå (m) 8 Vinterfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) Trapphusnivå (m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 83

84 8 Vinterfall ideal öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) Trapphusnivå (m) Maximal trapphushöjd 2 Funktion av termisk gradient Pa/m Tryckreglerad fläkt nederst Trycksättningsmetoder temperatur-tillfrånstyrd taklucka temperatur-reglerad taklucka tryck-reglerad taklucka Läckage.2 m 3 /sm 168 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 84

85 3 Olika öppning och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) m 2.1 m 2.2 m 2.3 m 2.4 m Temperaturtryckgradient (Pa/m) 3 Olika variabel öppning och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) m 3 /Pa.1 m 3 /Pa.15 m 3 /Pa.2 m 3 /Pa.25 m 3 /Pa Temperaturtryckgradient (Pa/m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 85

86 3 Olika lösningar och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) m 2.15 m 3 /Pa ideal m Temperaturtryckgradient (Pa/m) Sammanfattning fördelar En sektion En trycksättningsfläkt Ett inflöde nederst brandgasfritt? En bättre genomluftning 172 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 86

87 Sammanfattning nackdelar Kompakt trapphus Större trycksättningsfläkt Taklucka temperatur-tillfrånstyrd temperatur-styrd tryck-reglerad Ej mot hisslobby 173 Översikt trycksättning Statisk trycksättning utan och med sluss Flödestrycksättning ökat läckage temperatur-till/frånstyrd öppning temperatur-styrd öppning tryck-reglerad öppning Temperaturtrycksättning innetemperatur lika med utetemperatur 174 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 87

88 Backspjäll för skydd mot brandgasspridning - utveckling och försök Trygg-Hansas Forskningsstiftelse E6/24 TVIT--6/ Backspjäll ingen nyhet Patenterat av Lars Thörnvall Löpdagar och Omfattande utformning Dubbelfunktion termiskt framspjäll Fläktar i drift och ur drift 176 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 88

89 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 89

90 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 9

91 Backspjäll 25 år senare KIBS LTH kombinerat injusterings- och backspjäll Backspjäll RSK Systemair Backspjäll Basic Hagab (godkänt) Tilluftsdon Flipper Acticon Tilluftsdon IDCC Lindinvent Tilluftstextildon ACP Lars Jensen Installationsteknik, LTH 91

92 Backspjäll KIBS Enkelt självstängande cirkulärt lock ytterdiameter 12 mm håldiameter 1 mm överlapp 1 mm Placering i anslutningslåda för tilluftsdon Endast lodrät placering av lock Inspektion genom bortagande av don Injustering genom begränsad lockvinkel 183 stängt fritt begränsat 184 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 92

93 β = - 5 o β = o β = 5 o 185 Tryckfall/flödessamband > Normal drift framriktningen Öppningsvinkel α Förvinkel positiv förvinkel för säker stängning β 186 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 93

94 Tryckfall/flödessamband > Tryckfall p som för fri utströmning med hastigheten v för flödet q genom arean A p = ρv 2 /2 = ρ (q/a) 2 /2 = b q 2 A = C 2π r 2 sin(α) b = ρ / 2 A 2 C = kontraktion (,1) sin(α) < 1 α < 3 º 187 tryckfall Pa α = β = flöde m 3 /s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 94

95 Normal drift Största spalthöjd 4, 5, 6, 7, 8 mm Mätt spjälltryckfall = f ( mätt flöde ) Beräknat spjälltryckfall = f ( mätt spjälltryckfall ) Anpassad kontraktion C =.736 i (4.1) mätt spjälltryckfall [Pa] mätt flöde [m 3 /s] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 95

96 anpassat spjälltryckfall [Pa] mätt spjälltryckfall [Pa] Tryckfall/flödessamband < Ringformat spalt med laminär strömning Reynolds tal Re = v d / ν > 2 Spalthöjd.15 mm => d =.3 mm Kinematisk viskositet v =.15 m/s 2 Hastighet v > 1 m/s Spalttryckfall > dynamiskt tryck 6 Pa Slutsats alltid laminärt 192 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 96

97 Tryckfall/flödessamband < p = 12 μ l v / s 2 (Pa) (3.2) p μ l v s tryckfall, Pa dynamisk viskositet, kg/ms spaltlängd, m hastighet, m/s spalthöjd, m 193 Tryckfall/flödessamband < q = s v = p s 3 / 12 μ l (m 3 /sm) (3.5) q flöde 1 m spalt, m 3 /sm Notera att q ~ p Notera att q ~ s 3 Notera att q ~ l Lars Jensen Installationsteknik, LTH 97

98 Specifikt läckage vid 1 Pa Tillämpning på KIBS spaltlängd 1 mm och spalthöjd.1 mm q =.462 m 3 /sm enligt (3.5) lock/inlopp/medeldiameter 12/1/11 mm spaltbredd/medelomkrets 345 mm q =.16 m 3 /s =.16 l/s q = 21 l/sm Specifikt läckage vid 1 Pa Täthetsklass 1 75 l/sm 2 Täthetsklass 2 15 l/sm 2 Täthetsklass 3 3 l/sm 2 Täthetsklass 4 6 l/sm 2 Slutsats.1 mm spalt klarar täthetsklass Lars Jensen Installationsteknik, LTH 98

99 Täthet för backspjällsfunktion 1 Mätningar med varierande spalthöjd s min minsta spalthöjd, m s max största spalthöjd, m s = (1+3a 2 /2) 1/3 s medel (m) (3.3) a = (s max -s min )/(s max +s min ) (-) (3.4) s min = => a = 1 Korrektion av (3.5) q = 2.5 p s medel3 / 12 μ l (m 3 /sm) 197 Täthet för backspjällsfunktion 2 Största spalthöjd med vanliga bladmått Distans.5(.5).3 mm Specifikt läckflöde = f ( läcktryckfall ) Specifikt läckflöde = f ( distans ) 198 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 99

100 läckflöde [m 3 /sm 2 ] Täthetsklass 1 Täthetsklass Täthetsklass 3.5 Täthetsklass läcktryckfall [Pa] läckflöde [m 3 /sm 2 ] Täthetsklass 2.5 Täthetsklass 3 Täthetsklass distans [mm] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

101 Endast en prototyp Risk för skrammel vid varierande tryck vid injusteringsläge KIBS - LTH Bra täthet vid normal temperatur Osäker täthet vid hög temperatur termisk deformation/spänningar Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

102 Backspjäll RSK - Systemair För rund kanal och godtycklig orientering Galvaniserad plåt Två fjäderbelastade lameller Högt tryckfall storlek tryckfall Pa Läckagelängd = omkrets + diameter Lars Jensen Installationsteknik, LTH 12

103 Backspjäll Basic - Hagab Typgodkänt Placeras i tilluftskanal Två koncentriska textilrör i olika material Ett tätande och ett värmetåligt Ett grovt galler uppströms textilrören Vid backströmning Textilrören kollapsar och tätar mot gallret Täthetsklass 1 Läckflöde l/sm Täthetsklass 2 Täthetsklass 3 Täthetsklass Provtryck Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 13

104 27 Tilluftdonet Flipper - Acticon Läckarea 5 mm 2 för donstorlek 12 Mätvärden tryckfall 1 Pa flöde.15 m 3 /s läckarea 37 mm 2 specifikt läckage 1222 l/sm 2 täthetsklass 1 75 l/sm 2 Slutsats faktor 1 fattas täthetsklass 2 28 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 14

105 29 Tilluftdonet IDCC - Lindinvent Inblåsning via sex djupa ringspalter Anslutningstorlek 16 Mätt läckflöde < 1 l/s vid 1 Pa Specifikt läckflöde < 5 l/sm 2 Anslutningstorlek 25 Mätt läckflöde < 2 l/s vid 1 Pa Specifikt läckflöde < 4 l/sm 2 Slutsats donen uppfyller täthetsklass 1 21 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 15

106 Utdrag ur Tabell 9.1 produkt fall mått l/sm 2 klass KIBS beräknat.2 mm 53 > 2 KIBS mätt.2 mm 74 > 2 RSK beräknat.2 mm 519 > 1 Basic mätt - 92 > 2 Flipper mätt < 1 IDCC beräknat.2 mm 112 > Slutsatser Kod tryckfall läckage brand temperatur KIBS ingen färdig produkt 55?? Backspjäll RSK Systemair 12?? Backström. Basic Hagab 4555 Tilluftsdonet Flipper Acticon 5133 Tilluftsdonet IDCC Lindinvent Lars Jensen Installationsteknik, LTH 16

107 Vilka krav skall gälla? När skydd mot brandgasspridning? I början av branden? Under 6 min? Under hela brandförloppet? Hur sker provning idag? När kan brandförsvaret vara på plats? Lars Jensen Installationsteknik, LTH 17

108 215 Varför heter det brandgas-? Förr hette det rök- jämför med rökspridning brandgasspridning rökdykare brandgasdykare rökdetektor brandgasdetektor rökvarnare brandgasvarnare Lättare skilja på brand och rök än brand och brandgas 216 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 18

109 Textildon som backspjäll - teori och mätresultat TVIT--7/ Modell A B C D E Sektion Modell A B C D E Plan 218 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 19

110 tryckfall Pa duk duk flöde l/sm 2 mm/s Tryckfall/flödessamband textilduk Samband p = a q b Duk/material 5 a=.2653 b=1.136 Duk/material 6 a=.1885 b= Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

111 Tryckfall/flödessamband <> Cylindriskt don diameter d och längd nd Flödet proportionellt mot aktiv textilduk Ideal backarea A < = πd 2 /4 Normal framarea A > = πnd 2 + πd 2 /4 Ideal areakvot A > / A < = 4n+1 Rimlig areakvot A > / A < = 2n 221 Tryckfall/flödessamband > Don 1 med duk/material 5 nominellt tryckfall 88 Pa nominellt flöde 2 l/s Don 3 med duk/material 6 nominellt tryckfall 45 Pa nominellt flöde 2 l/s 222 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 111

112 8 mm 2 mm luftriktare mätfläns duk 1 mm mätuppställning normal funktion duk 5/6 4 mm textildon 1 normal funktion tryckfall Pa flöde l/s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 112

113 4 textildon 3 normal funktion tryckfall Pa flöde l/s Textildukens egenskaper 1 Krökningsradie r för tryckskillnad p r = (EI/2 p) 1/3 (m) (2.5) Nerböjning z för längd x och last Q = mxg z = 5 Q x 3 / 384 EI (m) (2.6) 226 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 113

114 Textildukens egenskaper 2 Eulers fjärde knäckfall F 4 = 4 π 2 EI / l 2 (N) (2.7) Bucklingstryck fast inspänd halvcylinder p = 32 EI / d 3 (Pa) (2.8) Resultat p < 5 Pa d =.1 m 227 Textildukens egenskaper 3 Bucklingstryck fri halvcylinder p = 4 EI / d 3 (Pa) (2.9) Resultat p < 1 Pa d =.1 m 228 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 114

115 95 mm 5 mm luftriktare mätdysa dragavbrott duk 1 mm mätuppställning backfunktion duk 5/6 4 mm textildon 1 backfunktion tryckfall Pa flöde l/s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 115

116 4 textildon 3 backfunktion tryckfall Pa flöde l/s < 5 Pa Okulära observationer < textildonet trycks samman som ett oregelbundet Y 1 Pa aktiv dukyta sammanpressas 2 Pa passiv dukyta sammanpressas donet lyfter 2 mm 4 Pa donet lyfter ytterligare 2 mm 232 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 116

117 Tryckfall/flödessamband <(>) Flöde vid tryckskillnad 25 Pa Don 1 3 Duk 5 6 Backflöde med p.d l/s 4 8 Backflöde utan p.d l/s 8 1 Framflöde l/s Sammanfattning - Textildon Otillräcklig täthet i backriktningen orsakad av textildukens styvhet Brandtålighet? textilduken smälter Temperaturtålighet? textilduken smälter Lämplig placering som golvdon lägre temperatur 234 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 117

118 Brandgasspridning mellan flerrumsbrandceller TVIT--6/ Synpunkt - Brandcell En brandcell kan vara ett enda rum ett hotellrum en lägenhet ett våningsplan en kontorsavdelning med flera cellkontor en skolbyggnad med flera klassrum en sjukvårdsavdelning med flera patientrum en fångvårdsavdelning med flera celler 236 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 118

119 Synpunkt - Brandcell Fläktar i drift Är brandgasspridning möjlig från en brandcell till en annan brandcell? Ja. Om brandcellen består av ett rum Nej. Om brandcellen består av flera väl avgränsade rum/lokaler och om kanalsystem sektioneras brandcellsvis 237 q nq 2nq q (n-1)q nq Rum Rum Rum F-system A:a A:b-n B:a-n Normal drift 238 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 119

120 Tumregel? F-system med flera brandceller Varje brandcell bestående av flera rum Stängda rumsdörrar Varje brandcell har ett lokalt kanalsystem Lämpligt kanalbrandflöde från brandrum? 239 Analys gränsfall av F-system Brandcell med n rum med flöde q och frånluftsgrentryckfall p Inget frånluftflöde från annan brandcell Brandkanalflödet är ersätter egen och annan brandcells flöde 2nq Brandtryck p b = p (2n) 2 24 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 12

121 2nq 2nq 2nq 2nq Rum Rum Rum F-system A:a A:b-n B:a-n Gränsfall F-system metod relativt brandtryck p b /Δp f antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 121

122 1 F-system metod 1 9 relativt brandflöde q b /q antal rum per brandcell q bf 2nq 2nq q bf q bs p b Rum Rum Rum F-system q b A:a A:b-n B:a-n Gränsfall q bt q bs 244 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 122

123 4 F-system metod relativt brandtryck p b /Δp f antal rum per brandcell 1 F-system metod 2 9 relativt brandflöde q b /q :.1.1:.1.2: antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 123

124 Jämförelse metod 1 och 2 Metod 2 ger högre brandtryck Metod 2 ger högre brandflöde Om p s = blir metod 1 = Exempel 1 Metod 1 Två brandceller med fyra lika rum var Frånluftsflöde 3 l/s Fasadtryckfall 1 Pa Grentryckfall 8 Pa Brandtryck enligt (2.1) p b = = 512 Pa Brandflöde enligt (2.2) q b = (1+(8/12).5 ) = 919 l/s 248 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 124

125 Exempel 2 Metod 2 Som exempel 1 Stamkanaltryckfall p s = 1 Pa vid 12 l/s Beräkning enligt (2.3-8) Brandtryck p b = 84 l/s Brandflöde q b = 1151 l/s 249 Exempel 3 öppna dörrar Tumregel för enrumsbrandcell Ventilationsflöde 12 l/s fyra rum i ett Brandkanalflöde 24 l/s dubbla Brandtryck 32 Pa fyrdubbla Brandfasadflöde 679 l/s 12(32/1).5 Brandflöde 919 l/s Samma brandflöde som för metod 1 25 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 125

126 Rum Rum Rum FT-system A:a A:b-n B:a-n Normal drift q (n-1)q nq q nq 2nq 251 Tumregel? FT-system Flera brandceller Varje brandcell bestående av flera rum Stängda rumsdörrar Varje brandcell har ett lokalt kanalsystem för tilluft och för frånluft Lämpligt kanalbrandflöde från rum? 252 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 126

127 Analys gränsfall av FT-system Brandcell med n rum med flöde q och tilluftsgrentryckfall p Inget tilluftflöde till utsatt brandcell Brandkanalflödet är ersätter och är lika med övriga rums tilluftsflöde (n-1)q Brandtryck p b = p + p (n-1) Rum Rum Rum FT-system A:a A:b-n B:a-n Gränsfall (n-1)q (n-1)q nq (n-1)q nq 254 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 127

128 1 FT-system metod 1 9 relativt brandtryck p b /Δp f antal rum per brandcell 2 FT-system metod relativt brandflöde q b /q antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 128

129 f=(1+δp t /Δp f ).5 q bf fq q bf q bt p b Rum Rum Rum FT-system q b A:a A:b-n B:a-n Gränsfall q bt q bt q bt FT-system metod 2 9 relativt brandtryck p b /Δp f antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 129

130 2 FT-system metod relativt brandflöde q b /q antal rum per brandcell Jämförelse metod 1 och 2 Metod 1 ger högre brandtryck Metod 1 ger högre brandflöde Metod 2 ordentligare 26 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 13

131 Exempel 1 Metod 1 Två brandceller med åtta lika rum var Inget läckage Ventilationsflöde 4 l/s Tilluftsgrentryckfall 15 Pa Frånluftsgrentryckfall 5 Pa Brandtryck enligt (3.2) Brandflöde enligt (3.1, 3-4) 75 Pa 772 l/s 261 Exempel 2 Metod 2 Som exempel 1 Beräkning enligt (3.5-9) ger Brandtryck 5152 Pa Brandflöde 64 l/s 262 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 131

132 Exempel 3 öppna dörrar Tumregel för enrumsbrandcell Brandtryck = Tilluftsgrentryckfall p t = 15 Pa Brandflöde = faktor ventilationsflöde = (1+ p t / p f ).5 q n = (1+15 / 5 ).5 32 = 64 l/s Samma brandflöde som för metod Brandgasspridning mellan flerrumsbrandceller kräver höga brandtryck F-system brandtryck p b = 4n 2 p f > 5 Pa om p f > 5 Pa och minst 5 rum FT-system brandtryck p b = (n 2-2n+2) p t > 5 Pa om p t > 1 Pa och med minst 8 rum Orimliga brandtryck? sprängning ytteryta tryckavlastat sprängning inneryta enrumsbrandcell? 264 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 132

133 Rättelse av tvärströmning Fel i TVIT 6/33 sidan 93 Figur 4.5 överskattning en faktor 4/5 lägre Figur 4.6 överskattning en faktor 2/3 lägre programfel med /(n-1).5 mot /(n-1) 2 TVIT 7/718? 265 Tvärströmning - Ventilationsfall Stoppade fläktar utluftning med eller utan förbigångar FT-system konverterat till F-system med fläktar i drift F-system med fläktar i drift flera stammar per brandcell/lägenhet 266 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 133

134 Tvärströmning - Byggnadsfall Inget läckage FT-system och bergrumsanläggning Något läckage FT-system Mer läckage F-system Mycket mer läckage FT-system och öppna fönster 267 FT-system Undersökningsfall stoppade fläktar eller konverterat fördelningslåda och samlingslåda kvadratiska tryckförluster Byggnad inget läckage ett brandrum övriga rum som ett rum 268 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 134

135 Normala flöden nq nq nq-q nq-q q q q q 269 Normala tryckfall Δp u Δp a Δp t Δp f Δp t Δp f 27 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 135

136 Isodiagram för tvärflöde Exakt beräkning Antal rum/lokaler/plan n=5 eller 2 Tryckfallskvot tilluft/uteluft p t / p u =.2 eller 5 Tryckfallskvot tilluft/frånluft x = p t / p f Tryckfallskvot uteluft/avluft y = p u / p a Isointervall.2 och kvotintervall (.5,2.) 271 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a exakt beräkning n = 5 Δp t /Δp u = tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 272 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 136

137 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u = tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 273 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a exakt beräkning n = 5 Δp t /Δp u = tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 274 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 137

138 2.1 exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u = 5.2 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 275 Tvärströmning - Förenklingar Som för exakt beräkning + Kortslutning mellan tilluft och frånluft Försumbart tryckfall om litet tvärflöde 276 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 138

139 Olinjär skattning tvärflöde Ansätt brandflöde 1 Brandflöde tilluft g (baklänges) Brandflöde frånluft 1-g Brandflöde uteluft a (baklänges) Brandflöde avluft 1-a Tvärflöde g-a (till > från) 277 Tvärströmning a 1-a g-a g-a g 1-g g 1-g Lars Jensen Installationsteknik, LTH 139

140 Uppdelning brandflöde g och 1-g Tryckfall tilluftsgren p t Tryckfall frånluftsgren p f Samma tryckfall vid uppdelning Lika tryck i samlings- och fördelningslåda p t g 2 = p f (1 - g) 2 g = 1 / [ 1 + ( p f / p t ).5 ] 279 Uppdelning brandflöde a och 1-a Tryckfall uteluftsgren p u Tryckfall avluftsgren p a Samma tryckfall vid uppdelning Lika tryck i samlings- och fördelningslåda p u a 2 = p a (1 - a) 2 a = 1 / [ 1 + ( p a / p u ).5 ] 28 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 14

141 Tvärflöde t = g - a t = g a t = 1 / [ 1 + f ft.5 ] - 1 / [ 1 + f au.5 ] f ft = p f / p t f au = p a / p u 281 Inget tvärflöde Om g = a Om f ft = f au Om p f / p t = p a / p u Om symmetri 282 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 141

142 Linjär skattning tvärflöde Symmetrikvot p t p a / p f p u = y / x = 1 + e För små e gäller t = g a = e / 8 Alternativt t = ( y / x 1 ) / Jämförelse med skattningar Antal rum/lokaler/plan n = 2 Tryckfallskvot tilluft/uteluft p t / p u =.2 Exakt beräkning Olinjär skattning Linjär skattning 284 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 142

143 2.1 exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u = 5.2 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f olinjär skattning n = 2 Δp t /Δp u = tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 286 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 143

144 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a linjär skattning n = 2 Δp t /Δp u = tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 287 Slutsats Symmetri Ingen tvärströmning Asymmetri Mindre tvärströmning Tvärströmning kan skattas bra Stort läckage och utluftning utan fläkt ingen tvärströmning utan stor utströmning Stort läckage och utluftning med fläkt både F-system och konverterat FT-system ingen tvärströmning 288 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 144

145 PFS och brandgasspridning TVIT 7/79 Allmänt om PFS Några PFS-nyheter FT-system Trycksättning av trapphus 289 Allmänt om PFS Godtyckliga problem Godtyckliga system/media Godtycklig struktur Grafisk principskiss grafiken beskriver flödesvägar anslutna texter beskriver egenskaper komponentdefinition på en rad Inte CAD 29 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 145

146 Textelement.. text text text text text text text text text text text text. 291 Textelement 1 En typbokstav anger elementtyp Ledning diameter 1 mm längd 2 m d,1,2 Förkortning 1 för luftkanal 1 mm set 1=d,1 1,2 292 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 146

147 Textelement 2 grafikdito Engångsförlust fri utströmning e,1. Böj 9 º b,9. Grenstycke. 293 Textelement 3 Tryckändring h,värde Referenstryck p,värde Flöde q,värde Hastighet v,värde Motstånd med 1 Pa vid 4 m 3 /s p~q 1 l,1,4 p~q 2 t,1,4 p~q n g,1,4,n 294 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 147

148 Textelement 4 Nivåskillnadselement z,3 3 m enligt teckenkonvention Yttre densitet denz denz= utgångsvärde denz=1.2 motsvarar 2 ºC Självdragsventilation eller termik z,3 3 m termisk nivåskillnad tidigare två element z och h 295 Textelement 5 Definition av fläkt fan FF p 1 :q 1 (n) fan FF p 1 :q 1 p 2 :q 2 (n) fan FF p 1 :q 1 p 2 :q 2 p 3 :q 3 (n) Beräkningssamband densitetsberoende p = (ρ /ρ n ) f(q) 296 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 148

149 definition fläktkurvor 1 1 tryckstegring flöde 3 Textelement 6 Knutpunkter fri placering parameterstyrda knutpunkter #,nr autonumrering # tre siffror med symmetrisk enkelram tre siffror med symmetrisk placering i ledning, ledningsslut, böj och grenstycke lämpligt 298 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 149

150 Utskrifter - textelement :h tryckändring Pa :R tryckfall Pa/m :q flöde m 3 /s :v hastighet m/s :tsd totalt, statiskt och dynamiskt tryck Pa :m massflöde kg/s :r densitet kg/m 3 :T temperatur ºC :o elementutlopp :< omvänd inkoppling 3 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 15

151 Modifierat utskriftsformat format (förr) 4 sort under värde och 7 tecken för värde 2 decimaler för tryck och 1 decimal för flöde format o 2 s 7 h 2 q 1 (nu) o ingen sort o 1 en rad o 2 två rader s 7 tecken per värde h 2 två decimaler för tryck q 1 en decimal för flöde 31 Ett omöjligt problem 1 Utluftning samlings- eller fördelningslåda Övertryck låda p l Pa Termisk gradient p T Pa/m Nerträngningsdjup z n = p l / p T m Vertikal kanallängd z k m Ingen strömning om z k > z n fel Nerströmning om z k < z n ok 32 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 151

152 Ett omöjligt problem 2 Lådövertryck 9 Pa ute 2 ºC låda 313 ºC Termik 6 Pa/m Nerträngningsdjup 1.5 m (9 Pa / 6 Pa/m) Lösning flöden med låg hastighet avkyls den termiska stigkraften avtar inför hastighetsgränsen vzlim inför avkylningsdensiteten deni 33 1 ρ element = ( 1 - f ) ρ inre + f ρ flöde viktningsparameter f hastighetskvot v / vzlim Lars Jensen Installationsteknik, LTH 152