Brandskyddsventilation av hiss- och trapphussystem Brandgasspridning vid hissdrift Lars Jensen Avdelningen för installationsteknik Institutionen för bygg- och miljöteknologi Lunds tekniska högskola Lunds universitet, 212 Rapport TVIT--12/781
Lunds Universitet Lunds Universitet, med nio fakulteter samt ett antal forskningscentra och specialhögskolor, är Skandinaviens största enhet för forskning och högre utbildning. Huvuddelen av universitetet ligger i Lund, som har 1 4 invånare. En del forsknings- och utbildningsinstitutioner är dock belägna i Malmö, Helsingborg och Ljungbyhed. Lunds Universitet grundades 1666 och har idag totalt 6 anställda och 41 studerande som deltar i ett 9-tal utbildningsprogram och ca 1 fristående kurser erbjudna av 88 institutioner. Avdelningen för installationsteknik Avdelningen för Installationsteknik tillhör institutionen för Bygg- och miljöteknologi på Lunds Tekniska Högskola, som utgör den tekniska fakulteten vid Lunds Universitet. Installationsteknik omfattar installationernas funktion vid påverkan av människor, verksamhet, byggnad och klimat. Forskningen har en systemanalytisk och metodutvecklande inriktning med syfte att utforma energieffektiva och funktionssäkra installationssystem och byggnader som ger bra inneklimat. Nuvarande forskning innefattar bl a utveckling av metoder för utveckling av beräkningsmetoder för godtyckliga flödessystem, konvertering av direktelvärmda hus till alternativa värmesystem, vädring och ventilation i skolor, system för brandsäkerhet, alternativa sätt att förhindra rökspridning vid brand, installationernas belastning på yttre miljön, att betrakta byggnad och installationer som ett byggnadstekniskt system, analysera och beräkna inneklimatet i olika typer av byggnader, effekter av brukarnas beteende för energianvändning, reglering av golvvärmesystem, bestämning av luftflöden i byggnader med hjälp av spårgasmetod. Vi utvecklar även användbara projekteringsverktyg för energi och inomhusklimat, system för individuell energimätning i flerbostadshus samt olika analysverktyg för optimering av ventilationsanläggningar hos industrin.
Brandskyddsventilation av hiss- och trapphussystem Brandgasspridning vid hissdrift Lars Jensen
Lars Jensen, 212 ISRN LUTVDG/TVIT--12/781--SE(63) Avdelningen för installationsteknik Institutionen för bygg- och miljöteknologi Lunds tekniska högskola Lunds universitet Box 118 221 LUND
Innehållsförteckning 1 Inledning Principen 6 Basfall 7 Brandfall 7 Begränsningar 8 Rapportens disposition 8 2 Modeller för hiss- och trapphussystem 9 Ingen hissdrift 1 Gränsfall med begränsad genomluftning 12 Systemhastighet och bashastighet 12 Normal drift 14 Stoppad hiss 1 3 Brandgasspridning vid enkelhissdrift 17 Gränsfall neråtgående hiss i uteluftsschakt 17 Gränsfall neråtgående hiss i avluftsschakt 19 Gränsfall uppåtgående hiss i uteluftsschakt 21 Gränsfall uppåtgående hiss i avluftsschakt 24 4 Beräkning av enkelhissdrift med PFS 27 Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 1 m/s 31 Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 2 m/s 32 Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 3 m/s 33 Gränsfall för neråtgående enkelhiss 34 Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 1 m/s 3 Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 2 m/s 36 Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 3 m/s 37 Gränsfall för uppåtgående enkelhiss 38 Sammanfattning av resultat 38 Brandgasspridning vid dubbelhissdrift 39 3
6 Beräkning av dubbelhissdrift med PFS 49 Dubbelhissdrift med hisshastighet 1 m/s Dubbelhissdrift med hisshastighet 2 m/s 1 Dubbelhissdrift med hisshastighet 3 m/s 2 Gränsfall för dubbelhissdrift 3 Extrem parallelldrift uppåt med, 1 och 2 m/s 4 7 Inverkan av våningsläckage 8 Sammanfattning och slutsatser 61 4
1 Inledning Syftet med denna arbetsrapport är att för en enkel princip för brandskyddsventilation av hissoch trapphussystem, tidigare redovisad i arbetsrapporten TVIT-78, redovisa och undersöka när brandgasspridning sker vid hissdrift. Vilka krav måste hissdriften uppfylla? Vilka hisshastigheter kan tillåtas för givna läckareor hiss- och trapphussystemet särskilt luftandel kring hisskorg i hisschakt? Vad gäller för godtycklig drift med en hiss eller två hissar? Vilket driftsfall är bestämmande? För att vid en brand kunna utrymma en byggnad och kunna genomföra räddningsinsatser krävs att trapphus och hisshallar och eventuellt någon hiss är fria från brandgaser eller tillräckligt utspädda. Det finns ett utspädningskrav på minst 1/2 för lokaler och utrymningsvägar och 1/1 för bostäder eller lokaler med sovande. Byggnadens transportsystem med hissar och trapphus antas här vara uppbyggt med en hisshall som på varje plan ansluter till hissar, trapphus och våningsplan med dörrar med olika effektiva läckageareor. Det kan finnas en eller flera dörrar som ansluter till ett våningsplans olika lokaler eller lägenheter. Ett vertikalt flödesschema redovisas i Figur 1.1. Tre exempel på hur hiss- och trappsystem skall brandventileras på ett våningsplan redovisas med en planritning i Figur 1.2 för ett fall med två hissar i separata schakt. Hisshallar Avluft utsläpp Hisschakt Hisschakt Uteluft intag Figur 1.1 Vertikalt flödesschema för brandskyddsventilation för hiss- och trapphussystem.
Trapphus och två hissar Vändplan Hiss uteluft Hiss avluft Hisshall Figur 1.2 Brandskyddsventilationsprincip för ett trapphus med två hissar. Principen Principen bygger på att det finns minst två separata hisschakt, där ett eller flera schakt även trapphus ansluts med en stor öppning till omgivningen i markplan för att tillföra ventilationsluft samt att ett eller flera schakt ansluts till omgivningen med en stor öppning till omgivningen i takplan för att bortföra ventilationsluft, vilket visats för med ett vertikalt flödesschema i Figur 1.1 och för våningsplan i Figur 1.2. En förutsättning är att hissdörrarnas effektiva läckageareor är betydligt större än de effektiva läckageareorna för våningsplansdörrar. Hissdörrarna förutsätts vara av teleskoptyp. Denna princip skall förhindra brandgasspridning från en hisshall till en annan hisshall, men inte från ett våningsplan till en hisshall. Trapphuset betraktas som ett uteluftsschakt och ansluts därför till omgivningen med en stor öppning i markplan. Trapphusdörren nederst skall alltså vara öppen, vilket samtidigt underlättar utrymning. Trapphuset kan även anslutas till omgivningen överst för att säkerställa en viss minsta ventilation. Trapphuset genomluftas och skall kunna användas för utrymning. Detta innebär också att trapphusdörren egentligen inte behöver vara särskilt tät jämfört med en lägenhetsdörr. Ju otätare trapphusdörrar är desto bättre blir trapphusventilation. 6
Principen innebär inte övertrycksättning eller undertrycksättning utan det primära är att skapa en god genomluftning. Det kommer nämligen att råda undertryck i den nedre delen av byggnadens transportsystem och övertryck i den övre delen av byggnadens transportsystem utom för fallet med en utetemperatur högre eller bara något lägre än innetemperaturen. Detta fall innebär fläktdrift och endast undertryck råder i hela byggnadens transportssystem. Den termiska tryckgradienten är tillräcklig för att skapa god genomluftning utan någon fläkt när utetemperaturen är något lägre än innetemperaturen annars krävs en avluftsfläkt. Basfall Samma hiss- och trapphussystem används genomgående och benämns basfall. Hiss- och trapphussystemet har fyrtio våningsplan med våningshöjden 3 m. Modellens strömningsmotstånd beskrivs som effektiva läckareor och de är 2, 2, 2 och 2 m 2 för uteluftsintag, alla hissdörrar mot uteluftsschakt, alla hissdörrar mot avluftsschakt samt avluftsutsläpp. Läckarean för en hissdörr är. m 2, vilket blir total 2 m 2 för fyrtio våningsplan. Hela hiss- och trapphussystemet har en effektiv läckarea eller genomströmningsarea om 1 m 2, vilket är seriekoppling av 2+2+2+2 m 2. Något trapphus finns inte med i modellen, men kan anses ingå som en del i uteluftsschaktet. Trapphusdörrar är mycket tätare än hissdörrar. Basfallet har inget läckage till omgivningen via våningsplanen. Tryckstegringen är minst 6 Pa, vilket ger ett totalflöde om 1 m 3 /s. Brandfall Brandskyddsventilationen är avsedd för att hiss- och trapphussystemet skall kunna användas för utrymning och för räddningsinsatser. Det får inte förekomma bränder i själva hiss- och trapphussystemet utan endast i lokaler anslutna till hisshallen. Det finns därför i princip fyra brandfall för en lokal på ett våningsplan med kombinationer mellan stängd eller öppen dörr och helt klimatskal eller tryckavlastat klimatskal för lokalen. De två fallen med stängd dörr resulterar i en begränsad brandgasspridning till hisshallen, som systemet skall klara av. Omfattning påverkas av vindtryck, brandtryck och inre under- eller övertryck. Fallet med öppen dörr och tryckavlastat klimatskal är ytterst farligt för våningsplan med undertryck. Brandgasspridning kan därför ske även till uteluftsschaktet och uppåt i detta, vilket kan omöjliggöra utrymning och räddningsinsatser över våningsplanet med en brand. Fallet med öppen dörr och intakt klimatskal resulterar i en dubbelriktad strömning i dörröppningen med ett mindre nettoflöde till hisshallen lika med brandflödet oberoende om det råder över- eller undertryck på våningsplanet. Brandgasspridning sker inte till uteluftsschaktet om brandflödet är mindre än det normala planflödet mellan uteluftsschakt och avluftsschakt. Slutsatsen är att om öppna dörrar skall tillåtas bör hisshallen skyddas med ett extra dörrparti. Sprinkler kan förändra bedömningen. Dörrstängare är en annan åtgärd. Utspädning av den brandvolym som sprids kan vara tillräcklig. Sämsta fallet är brand på lägsta våningsplan med högst undertryck, men samtidigt är uteluftsflödet som störst i uteluftsschaktet. 7
Begränsningar Hela analysen är isoterm eller kall ur brandperspektivet. Uteluft används som beteckning för den luft som skall passera hisshallar. Termen tilluft används inte. Samma sak gäller att avluft betecknar luft som lämnar hisshallar. Termen frånluft används inte. Det finns endast ett schakt för uteluft och ett schakt för avluft. Trapphus ingår i uteluftsschakt. Rapportens disposition Den strömningstekniska modellen beskrivs i avsnitt 2 och bygger på att hela hiss- och trapphussystemet kan beskrivas med fyra strömningsmotstånd eller effektiv läckareor för fallet utan hissdrift. Modell utökas med kolvflöde verkande framför och bakom hissen i aktuellt schakt och en effektiv läckarea för hissens strypning av hisschaktet. Fallet med enkelhissdrift behandlas i avsnitt 3. Kritiska hisshastigheter bestäms av hissläge, hiss- och trapphussystemets läckareor, systemets tryckstegrring samt hisschaktets och hisskorgens golvarea. Ett antal principtryckbilder redovisas för att förtydliga alla driftsfall som kan förekomma. Enkelhissdrift kontrollberäknas med PFS och redovisas i avsnitt 4 både för normala hisshastigheter och gränsfallets hastighet samt både för nedåtgående och uppåtgående hiss. Dubbelhissdrift har undersökts och dokumenterats i avsnitt och kan inte lösas analytiskt utan bara numeriskt. Isodiagram ges för detta. Fallet med motgående hissar med samma hastighet antas vara det dimensionerande fallet. Ett antal principtryckbilder redovisas för att förtydliga alla driftsfall som kan förekomma. Dubbelhissdrift kontrollberäknas med PFS och redovisas i avsnitt 6 både för normala hisshastigheter och gränsfallets hastighet samt både för nedåtgående och uppåtgående hiss. Våningsläckages betydelse för brandskyddsventilationens funktion undersöks i avsnitt 7 för fyra olika klimat eller tryckgradienter med värden -.,,. och 2 Pa/m. Sist i avsnitt 8 ges en sammanfattning av arbetsrapporten, en sammanställning av kritiska hisshastigheter för gränsfallet för brandgasspridning samt en sammanställning av några krav för att kunna undvika brandgasspridning vid hissdrift. 8
2 Modeller för hiss- och trapphussystem En enkel beräkningsmodell som bygger på enbart kvadratiska tryckförluster i flödet beskiver alla dörrtyper, uteluftsintag och avluftsutsläpp. Det finns inga strömningstryckfall i hisschakt eller i trapphus. Det finns strömningstryckfall för en hisskorg i ett hisschakt, men det försummas här. Det finns vertikala temperaturberoende tryckändringar i hisschakt och trapphus. En viktig förenkling och förutsättning är att läckage mellan hisshall och våningsplan försummas. Hela byggnaden antas hålla innetemperatur, vilket är en förenkling eftersom inströmmande uteluft kan ha en annan temperatur. Det sker dock en betydande värmeöverföring mellan byggnadens alla ytor och den förbiströmmande luften, vilket gör att det råder i stort sett innetemperatur i hela byggnaden. Mindre temperaturskillnader mellan inne och ute minskar tryckskillnader mellan byggnad och omgivning, vilket är en fördel. Det svårare fallet undersöks här genom att behålla och inte ändra den normala innetemperaturen. Den fullständiga beräkningsmodellens strömningsvägar och strömningsmotstånd enligt det vertikala flödesschemat i Figur 1.1 beskrivs med en principskiss i Figur 2.1 och den kan förenklas genom att utnyttja att tryckskillnaden mellan utelufts- och avluftsschakt är oberoende av våningsplanet. Detta innebär att alla strömningsmotstånd mellan uteluftsschakt och våningsplan kan parallellkopplas och därmed summerat till ett enda strömningsmotstånd. Detta gäller också för alla strömningsmotstånd mellan avluftsschakt och våningsplan. En förenklad beräkningsmodell för n våningsplan redovisas i Figur 2.2. Uteluft intag Schakt uteluft Hissdörrar Hisshallar Hiss dörrar Schakt avluft Avluft utsläpp A t A f A a A u Figur 2.1 Fullständig modell för brandskyddsventilation för hiss- och trapphussystem. 9
A u na t na f A a Uteluft intag Schakt uteluft Hissdörrar Hisshallar Hiss dörrar Schakt avluft Avluft utsläpp Figur 2.2 Beräkningsmodell för brandskyddsventilation för hiss- och trapphussystem med fyra seriekopplade strömningsmotstånd. Ingen hissdrift Ventilationsflödet q bestäms av modellens effektiva strömningsarean A och den drivande tryckskillnad, som kan vara både termisk och påtvingad. Den effektiva strömningsarean är en seriekoppling av de fyra effektiva strömningsareorna för uteluftsintag A u, alla hissdörrar för uteluft/tilluft na t, alla hissdörrar för frånluft/avluft na f och avluftsutsläpp A a. Uttrycket för A kan skrivas något implicit som: A -2 = A u -2 + n 2 A t -2 + n 2 A f -2 + A a -2 (m -4 ) (2.1) Det går också att förenkla modellen genom att bilda två strömningsareor för uteluftsdelen A ut och för avluftsdelen A fa, vilket implicit kan skrivas som följer samt förenklar (2.1) till (2.4). A ut -2 = A u -2 + n 2 A t -2 A fa -2 = n 2 A f -2 + A a -2 A -2 = A ut -2 + A fa -2 (m -4 ) (2.2) (m -4 ) (2.3) (m -4 ) (2.4) Den ekvivalenta strömningsarean A är alltid mindre än den minsta av de fyra seriekopplade strömningsareorna för uteluftsintag A u, alla hissdörrar för uteluft/tilluft na t, alla hissdörrar för frånluft/avluft na f och avluftsutsläpp A a. Hur den ekvivalenta strömningsarean A beror på uteluftsdelens A ut och avluftsdelens A fa visas i Figur 2.3. Isokurvorna visar att den minsta effektiva öppningsarean av A ut och A fa är bestämmande för A. 1
4 Total effektiv läckarea A m 2 2.7 3. 2. Effektiv läckarea A fa m 2 3 2. 2 1. 1.7 1 1.2 1. 1.7 2 2.2..2.. 1 1. 2 2. 3 3. 4 Effektiv läckarea A ut m 2 Figur 2.3 Systemets area A som funktion av uteluftsdelens area A ut och avluftsdelens area A fa. Det termiska tryckstegringen p T kan skrivas enligt (2.) där n är antalet våningsplan, h är våningshöjden och p z Pa/m är den utetemperaturberoende termiska tryckgradienten. p T = n h p z (Pa) (2.) Systemets ventilationsflöde q kan beräknas med sambandet att den totala tryckstegringen p är summan av termisk tryckstegring p T och fläktens tryckstegring p f som skall vara lika med tryckfallet för den effektiva strömningsarean A, vilket ger: p = p T + p f = ρ (q/a) 2 /2 (Pa) (2.6) Ventilationsflödet q kan skrivas som: q = A ( 2 p /ρ ). (m 3 /s) (2.7) Analysen och beräkningar kan förenklas genom att införa en effektiv öppningsarea A tf för alla hisshallarna mellan uteluftsschakt och avluftsschakt för en byggnad med n våningsplan på den implicita formen: A tf -2 = n -2 A t -2 + n -2 A f -2 (m -4 ) (2.8) Samt vidare införs en effektiv öppningsarea för uteluftsintag och avluftsutsläpp sammanslaget på den implicita formen: A ua -2 = A u -2 + A a -2 (m -4 ) (2.9) 11
Gränsfall med begränsad genomluftning Den effektiva strömningsarean A g för ett gränsfall med hissdrift som orsakar nollflöde för en del av hisshallarna och genomströmning av övriga hisshallar med genomströmningsgraden g blir en seriekoppling av de två effektiva strömningsareor, vilket kan skrivas på den implicita formen: A g -2 = A ua -2 + g -2 A tf -2 (m -4 ) (2.1) Totalflödet q g beräknas med A g som A i (2.7) och därefter beräknas alla deltrtryckfall och delflöden som hissens tillbakaströmningsflöde och hissens kolvflöde. Hissens kolvflöde räknas om till en kritisk hisshastighet med hissens kolvarea för det valda gränsfallet med ett givet hissläge och därmed en given genomströmningsgrad g. Systemhastighet och bashastighet Högsta hisshastighet är inte en konstant utan en funktion av systemets tryckstegring och tryckfall Δp. Detta kan visas som följer. Inför en högsta systemhastighet v Δp som en funktion av den totala tryckstegringen och tryckfallet Δp på formen: v Δp = (2 Δp / ρ ). (m/s) (2.11) Inför en bashisshastighet v bas som en funktion av systemhastigheten v Δp och luftandelen a kring hisskorg i hisschaktet på formen: v bas = ( a / ( 1 a ) ) v Δp (m/s) (2.12) Uttrycket (2.12) kan tolkas som den tryckskillnad Δp som uppstår över en hisskorg, när den rör sig med hastigheten v bas och har luftandelen a i för övrigt tätt hisschakt. Detta uttryck kan ses som en övre gräns för hisshastigheten, eftersom en högre hastighet resulterar i ett högre tryckfall än vad som finns att tillgå som tryckstegring och tryckfall. Hastighetskvoten v bas / v Δp redovisas som funktion av luftandelen a i Figur 2.4. Både sambandet (2.12) och kurvan i Figur 2.4 visar att om luftandelen a är större än. blir gränshastigheten v bas större än systemhastigheten v Δp. Bashastigheten redovisas även i Figur 2. för olika systemtryckstegringar Δp = 3, 6, 12 och 24 Pa, vilket motsvarar systemhastigheterna 7.7, 1, 14.14 respektive 2 m/s. Högsta hisshastighet för gränsfallet för brandgasspridning kommer att bestämmas med beräkningsuttryck där bashastigheten v bas ingår för enkelhissdrift i avsnitt 3 och för dubbelhissdrift i avsnitt. En viktig parameter är luftandelen a kring en hisskorg i ett hisschakt som tillsammans med systemhastigheten v Δp bestämmer bashastigheten v bas. Systemhastigheten är 1 m/s för systemtryckstegring och systemtryckfall 6 Pa och för luftandelarna.2,.3,.4 och. blir bashastigheten v bas 2.2, 4.28, 6.67 och 1 m/s. Detta visar bashastigheten är mycket känslig för små luftandelar. Ett systemtryck om 24 Pa ger en fördubbling av värdena. 12
1.9.8 Hastighetskvot v bas / v p -.7.6..4.3.2.1.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Luftandel a - Figur 2.4 Hastighetskvoten v bas / v p som funktion av luftandel a. 1 Systemtryckfall p = 3,6,12,24 Pa 9 8 Bashastighet v bas m/s 7 6 4 3 2 24 12 6 3 1.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Luftandel a - Figur 2. Bashastighet v bas m/s som funktion av luftandel a för olika systemtryck Δp. 13
Normal drift Gränsfallet är enkelt att beräkna, men godtycklig drift går inte att beräkna explicit utan två olinjära ekvationer med två obekanta måste lösas. En förutsättning är hisshastigheten skall vara mindre än den kritiska som kommer att bestämmas i avsnitt 3 för enkelhissdrift och i avsnitt för dubbelhissdrift, annars finns det ingen lösning till ekvationssystemet. Lösningen kan ske med växelvis lösning av de två ekvationerna. Inför följande beteckningar enligt Figur 2.6 för tryckfall pi, flöde q i och effektiv öppningsarea A i med index u för uteluftsintag, n för plan 1 till n, r för plan n+1 till m, h för hissen samt a för avluftsutsläpp. Detta ger fem tryckfallssamband på formen: pu = ρ (q/a u ) 2 /2 (Pa) (2.13) pn = ρ (q n /A n ) 2 /2 där A n = na tf (Pa) (2.14) pr = ρ (q r /A r ) 2 /2 där A r = (m-n)a tf (Pa) (2.1) p h = ρ (q h /A h ) 2 /2 (Pa) (2.16) pa = ρ (q/a a ) 2 /2 (Pa) (2.17) 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt för p q A p a q A a p r q r A r 3 3 Våningsplan 2 2 1 p h q h A h Hiss 1 p n q n A n p u q A u p q A - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 2.6 Beteckningar särskilt för normal drift med hissrörelse neråt i uteluftsschakt. 14
Inför de tre flödessambanden för totalflöde q, flöde förbi hissen q h och hissens hastighetsberoende kolvflöde q v för fallet med en nedåtgående hiss blir följande: q = q n + q r (m 3 /s) (2.18) q h = q r + q v (m 3 /s) (2.19) q v = ( 1 a ) A s v (m 3 /s) (2.2) Tryckstegringen p är lika med summan av tryckfallen för två flödesvägar under hissen och över hissen genom hiss- och trapphussystemet, vilket ger: p = p u + p n + p a (Pa) (2.21) p = p u + p r + p h + p a (Pa) (2.22) Insättning av (2.13-2.1) i (2.21) och (2.22) ger ett olinjärt ekvationssystem med två ekvationer och två obekanta lämpligen q n och q r, vilket kan lösas växelvis lösning och substitution. En anmärkning är att sambanden ovan inte gäller rakt av för ett fall med en uppåtgående hiss. En skillnad är att sambandet (2.19), (2.21) och (2.22) nu blir: q v = q r + q h (m 3 /s) (2.23) p = p u + p n + p h + p a (Pa) (2.24) p = p u + p r + p a (Pa) (2.2) Stoppad hiss Principtryckbilden för en stoppad hiss i uteluftsschaktet redovisas i Figur 2.7 och i Figur 2.8 för fallet med stoppad hiss i avluftschaktet. Särfallet med stoppad hiss kan dock lösas direkt, eftersom q h = q r, q v = och subtraktion av de två ekvationerna (2.21) och (2.22) ger ett samband mellan q n och q r som q n = f q r, vilket efter insättning i (2.21) ger en lösning. En stoppad hiss ger ett mindre tryckfall, men även om det påtvingade schaktflödet har en måttlig schakthastighet kan hastigheten bli stor kring själva hisskorgen. Hastighetsökningen ges av den inverterade luftandelen a. Tryckfallet kan skrivas som ρv 2 /2a 2 för luftschakthastigheten v och luftandelen a. Några siffervärden för luftschakthastigheten 1 m/s och luftandelen.2 och. ger tryckfallen 9.6 Pa respektive 2.4 Pa. 1
4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Stoppad hiss 3 3 Våningsplan 2 2 1 Hiss 1 Avluftsschakt Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 2.7 Principtryckbild för stoppad hiss i uteluftsschakt. 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Stoppad hiss 3 3 Avluftsschakt Uteluftsschakt Våningsplan 2 2 1 1 Hiss - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 2.8 Principtryckbild för stoppad hiss i avluftsschakt. 16
3 Brandgasspridning vid enkelhissdrift Brandgasspridning från avluftsschakt till uteluftsschakt via hisshall kan ske på flera sätt med en hiss i rörelse. Syftet med detta avsnitt är att bestämma gränsfallet för när brandgaspridning inträffar från ett schakt till hisshall och annat schakt på grund av hissrörelse i uteluftsschakt eller i avluftsschakt samt att ange ett enkelt beräkningsuttryck för detta, där luftandel a, hisshastighet v, hiss- och trapphussystemets olika öppningsareor samt tillgänglig tryckstegring. Gränsfall neråtgående hiss i uteluftsschakt Principtryckbilder redovisas i Figur (3.1-2) för normal drift och gränsfallet för brandgasspridning. Trycksänkningen bakom och över hissen innebär för gränsfallet att trycket i uteluftsschaktet och i avluftsschaktet är lika. Ingen tryckskillnad innebär nollflöde. Samma flöde q g passerar uteluftsintag, aktiva hisshallar och avluftsutsläpp. Detta innebär också att hissen kolvflöde q v är lika med läckflödet q h förbi hissen i schaktet och att tryckfallet över de aktiva hisshallarna är lika stort som tryckfallet över hissen. Dessa ger sambanden nedan. q h = q v = ( 1 a ) A s v (m 3 /s) (3.1) p h (q h ) = p n (q g ) (Pa) (3.2) Sambandet (3.2) ger ett samband mellan hissläckflöde q h och totalflöde q g på formen: q h = A h q g / ga tf (m 3 /s) (3.3) Utnyttjande av sambanden (2.13), (2.14), (2.17) och (3.1-3) ger efter förenkling ett samband för hisshastigheten v ner på formen: v ner = ( A g / ga tf ) v bas (m/s) (3.4) Kvoten A g / ga tf i (3.4) kan skrivas om genom att utnyttja sambandet (2.1), vilket ger: v ner = ( 1 / ( 1 + ( ga tf / A ua ) 2 ) ). v bas (m/s) (3.) Hisshastighetskvoten v ner /v bas redovisas i Figur 3.3 som ett isodiagram som funktion av genomströmningsgrad g och läckareakvoten A tf /A ua. Isokurvorna visar att hisshastighetskvoten alltid är mindre än ett, vilket uttrycket (3.) också visar. Slutsatsen är att för en nedåtgående hiss gäller alltid att hisshastigheten v ner är mindre än bashastigheten v bas bestämd enligt (2.12). 17
4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Normal drift utan BGS 3 3 Våningsplan 2 2 1 Hiss 1 Avluftsschakt Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.1 Principtryckbild för hissrörelse neråt i uteluftsschakt. 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Gränsfallet för BGS 3 3 Våningsplan 2 2 1 Hiss 1 Avluftsschakt Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.2 Principtryckbild för gränsfall för BGS med hissrörelse neråt i uteluftsschakt. 18
2 1.8 Hisshastighetskvot v ner /v bas. 1.6.6 Läckareakvot A tf /A ua - 1.4 1.2 1.8.6.4.2.98.99.99.998.999.9.9.8.7.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Genomströmningsgrad g - Figur 3.3 Hisshastighetskvoten v ner /v bas som funktion av g och A tf /A ua. Gränsfall neråtgående hiss i avluftsschakt Principtryckbilder redovisas i Figur (3.7-9) för normal drift, gränsfallet för brandgasspridning och fall med brandgasspridning. Tryckhöjningen framför och under hissen innebär för gränsfallet att trycket i uteluftsschaktet och i avluftsschaktet är lika. Ingen tryckskillnad innebär nollflöde. Samma flöde q g passerar uteluftesintag, aktiva hisshallar och avluftsut-släpp. Detta innebär också att hissen kolvflöde q v är lika med läckflödet q h förbi hissen i schaktet och att tryckfallet över de aktiva hisshallarna är lika stort som tryckfallet över hissen. Detta ger samma samband (3.1-) som för neråtgående hiss i uteluftsschakt med ett påpekande att genomströmningsandelen g avser hisshallar ovanför hissen i rörelse, eftersom gränsfallet innebär att ingen genomluftning sker av hisshallar under hissen, medan det omvända gäller för nedåtgående hiss i uteluftsschakt. 19
4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Normal drift utan BGS 3 3 Avluftsschakt Uteluftsschakt Våningsplan 2 2 1 1 Hiss - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.4 Principtryckbild för hissrörelse neråt i avluftsschakt. 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Gränsfallet för BGS 3 3 Avluftsschakt Uteluftsschakt Våningsplan 2 2 1 1 Hiss - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3. Principtryckbild för gränsfall för BGS med hissrörelse neråt i avluftsschakt. 2
Gränsfall uppåtgående hiss i uteluftsschakt Brandgasspridning kan även ske för en uppåtgående hiss, men det krävs en mycket högre hisshastighet för att brandgasspridning skall inträffa. Förklaringen är att en uppåtgående hiss rör sig medströms luften i både utelufts- och avluftsschaktet. Lufthastigheten kan vara högst någon m/s beroende driftfall. Lufthastigheten avtar med höjden för uteluftsschaktet och ökar på motsvarande sätt i avluftsschaktet. Principtryckbilder redovisas i Figur (3.6-7) för normal drift, gränsfallet för brandgasspridning och fall med brandgasspridning. Tryckminskningen bakom och under hissen innebär för gränsfallet att trycket i uteluftsschaktet och i avluftsschaktet är lika. Ingen tryckskillnad innebär nollflöde. Samma flöde q g passerar uteluftesintag, aktiva hisshallar och avluftsutsläpp. Detta innebär också att hissens kolvflöde q v är lika med summan av läckflödet q h förbi hissen i schaktet och totalflödet q g samt att tryckfallet över de aktiva hisshallarna är lika stort som tryckfallet över hissen. Dessa ger sambanden nedan med enda skillnaden att det totala ventilationsflöde q g tillkommit i (3.6). q g + q h = q v = ( 1 a ) A s v (m 3 /s) (3.6) p h (q h ) = p n (q g ) (Pa) (3.7) Sambandet (3.7) ger ett samband mellan hissläckflöde och totalflöde på formen: q h = A h q g / ga tf (m 3 /s) (3.8) Utnyttjande av sambanden (2.13), (2.14), (2.17) och (3.6-7) ger efter förenkling ett samband för hisshastigheten v upp på formen: v upp = ( A ua / A h + A ua / ga tf ) v bas (m/s) (3.9) Hisshastighetskvoten v upp /v bas redovisas som isodiagram i Figur 3.8-1 som funktion av genomströmningsgrad g och läckareakvot A tf /A ua för läckareakvoterna A ua /A h =,.2 respektive.. Denna högsta hastighet v upp för uppåtgående hiss är alltid större än den för neråtgående hiss, eftersom kvoten A ua / ga tf i (3.) är större än kvoten A g / ga tf i (3.9), eftersom totalläckarean A g är mindre än delläckarean A ua. Uttrycket (3.9) visar att högsta hisshastighet uppåt v upp kan vara både större eller mindre än bashastigheten v bas beroende på läckareorna A ua, A h och ga tf. Isolinjer för likhet v upp = v bas finns i Figur 3.8 och 3.9 för kvoten A ua /A h = respektive.2. För basfallet gäller att A ua = 2 m 2, A tf = 2. m 2, medan hissläckarean A h kan vara både större och mindre än 2 m 2 helt oberoende av basfallet. Parametern g anger indirekt hissens läge och kan vara allt mellan och 1. Kvoten A ua / ga tf är för basfallet alltid större än ett, vilket innebär att högsta hastighet för uppåtgående hiss v upp för basfallet är större än bashastigheten v bas och därmed också större än högsta hastighet för nedåtgående hiss v ner för basfallet. 21
4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Normal drift utan BGS 3 3 Avluftsschakt Våningsplan 2 2 1 1 Hiss Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.6 Principtryckbild för hissrörelse uppåt i uteluftsschakt. 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Gränsfallet för BGS 3 3 Avluftsschakt Våningsplan 2 2 1 1 Hiss Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.7 Principtryckbild för gränsfall för BGS med hissrörelse uppåt i uteluftsschakt. 22
2 Hisshastighetskvot v upp /v bas A ua /A h = 1.8 1.6 Läckareakvot A tf /A ua - 1.4 1.2 1.8.6 2 1.4.2 1 2 1.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Genomströmningsgrad g - Figur 3.8 Hisshastighetskvoten v upp /v bas som funktion av g och A tf /Aua för A ua /Ah =. 2 Hisshastighetskvot v upp /v bas A ua /A h =.2 1.8 1.6 1 Läckareakvot A tf /A ua - 1.4 1.2 1.8.6.4.2 1 2 1.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Genomströmningsgrad g - Figur 3.9 Hisshastighetskvoten v upp /v bas som funktion av g och A tf /Aua för A ua /Ah =.2. 2 23
2 Hisshastighetskvot v upp /v bas A ua /A h =. Läckareakvot A tf /A ua - 1.8 1.6 1.4 1.2 1.8.6.4.2 1 2 1.1.2.3.4..6.7.8.9 1 Genomströmningsgrad g - Figur 3.1 Hisshastighetskvoten v upp /v bas som funktion av g och A tf /Aua för A ua /Ah =.. 2 Gränsfall uppåtgående hiss i avluftsschakt Principtryckbilder redovisas i Figur (3.1-11) för normal drift och gränsfallet för brandgasspridning. Tryckminskningen bakom och under hissen innebär för gränsfallet att trycket i uteluftsschaktet och i avluftsschaktet är lika ovanför hissen. Ingen tryckskillnad innebär nollflöde. Samma flöde q g passerar uteluftesintag, aktiva hisshallar och avluftsutsläpp. Detta innebär också att hissens kolvflöde q v är lika med summan av läckflödet q h förbi hissen i schaktet och totalflödet q g samt att tryckfallet över de aktiva hisshallarna är lika stort som tryckfallet över hissen. Detta ger samma samband (3.6-9) som för uppåtgående hiss i uteluftsschakt med ett påpekande att genomströmningsandelen g avser hisshallar bakom och under hissen i rörelse. Hisshastighetskvoten v upp /v bas redovisas som isodiagram i Figur 3.8-1 som funktion av genomströmningsgrad g och läckareakvot A tf /A ua för läckareakvoterna A ua /A h =,.2 respektive.. 24
4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Normal drift utan BGS 3 3 Avluftsschakt Våningsplan 2 2 1 Hiss 1 Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.11 Principtryckbild för hissrörelse uppåt i avluftsschakt. 4 4 Principtryckbild för ute- och avluftsschakt Gränsfallet för BGS 3 3 Avluftsschakt Våningsplan 2 2 1 Hiss 1 Uteluftsschakt - -6 - -4-3 -2-1 Tryck Pa Figur 3.12 Principtryckbild för gränsfall för BGS med hissrörelse uppåt i avluftsschakt. 2
26
4 Beräkning av enkelhissdrift med PFS Syftet med detta avsnitt är att för basfallet beräkna brandskyddsventilationens funktion för tre hisshastigheter 1, 2 och 3 m/s för både neråtgående och uppåtgående hiss samt även kontrollberäkna gränsfallets beräknade hastighet enligt (.) för nedåtgående hiss och enligt (3.9) för uppåtgående hiss. Dessa åtta hastighetsfall undersöks för tre hisslägen i uteluftsschakt och tre hisslägen i avluftsschakt för den nominella tryckstegringen 6 Pa samt tre hisslägen i uteluftsschaktet för den tryckstegringen 24 Pa. Datorprogrammet PFS som är avsett för beräkning av statiska flödesproblem kan även användas för att beräkna tryck- och strömningsförhållanden i hiss- och trapphussystem. En hiss i rörelse är som läckande kolv, som både undantränger luft lika med dess kolvflöde och tillåter tillbakaströmning. Kolvflödet beräknas som hisskorgens tvärsnitt multiplicerad med hisshastigheten och tillförs godtyckligt framför hiss och hämtas godtyckligt bakom hissen, eftersom hisschaktet inte har några tryckfall. Tillbakaströmningen eller läckaget bestäms av en läckarea placerad som en strypning i hisschaktet. Ett exempel på en indatabeskrivning för programstyrning av PFS-beräkningar redovisas i Figur 4.1 för beräkning av nio fall med nedåtgående hiss med hastigheten -1 m/s för både uteluftsschakt och i avluftsschakt på tre olika våningsplan, nämligen plan 1, 2 och 3. Hissläget är egentligen mellan plan 1 och 11, mellan plan 2 och 21 samt mellan 3 och 31. Basfallets ströminingsmotstånd Au, At, Af och Aa är givna som 2,.1,.1, 2 m 2. Hissens kolvyta är 7 m 2 och läckytan kring hisskorgen är 3 m 2. De sex hisslägena definieras av motsvarande sex parametrar A1u, A1u, A3u, A1a, A2a och A3a, vilka med 3 m 2 anger en hiss för aktuellt läge och annars 1 m 2. De sex hisslägena och de två hisshastigheterna vu och va, tryckstegring dp samt termiska tryckgradient pz programstyrs enligt tio programrader i Figur 4.1. De tio program-raderna i Figur 4.1 återfinns i samtliga åtta tabellerade beräkningsresultat i Figur 4.4-11 tillsammans med fjorton result-rader. p r o g r a m d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o g r a m p z P a / m 1......... p r o g r a m v u m / s 2-1 - 1-1 - 1-1 - 1 p r o g r a m v a m / s 2-1 - 1-1 p r o g r a m A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o g r a m A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o g r a m A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o g r a m A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o g r a m A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o g r a m A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 c o m c o m Figur 4.1 Indata för styrning av nio olika hissdriftsfall med tio program-rader. 27
Den grafiska indatabeskrivningen för hiss- och trapphussystemet redovisas i Figur 4.2 och med motsvarande resultat för en nedåtgående hiss i uteluftsschaktet på plan 1 med hastigheten -1 m/s. Detta resultat återfinns som första resultatkolumnen i Figur 4.4. PFS-modellen har endast tjugo våningsplan, vilket har gjorts för att det skall få plats på en A4-sida med en rimlig upplösning. Detta innebär att läckareor för ett våningsplan är fördubblade för att motsvara två våningsplan. Detta gäller även den termiska tryckskillnaden per våningsplan som här gäller för 6 m alltså två våningsplan. PFS-modellen är förberedd för att även kunna beräkna med våningsläckage med elementet Av med läckarean m 2. Åtta olika beräkningsresultat redovisas i Figur 4.4-11 för hisshastigheterna 1, 2 och 3 m/s samt gränsfallshastigheterna för både neråtgående hiss och uppåtgående hiss enligt sammanställningen nedan. Tabell 4.1 Beräkningsfall och figursammanställning Hissriktning Hisshastighet m/s Figur neråt -1 4.4 neråt -2 4. neråt -3 4.6 neråt gränsfall enligt (3.) 4.7 uppåt 1 4.8 uppåt 2 4.9 uppåt 3 4.1 uppåt gränsfall enligt (3.9) 4.11 De fjorton result-raderna som återfinns i Figur 4.4-11 är avluftsflöde, uteluftsflöde till och avluftsflöde från våningsplan 39-4, tryckskillnad över dörr på våningsplan 39-4, tryckskillnad över sex hisslägen, uteluftsflöde till och avluftsflöde från våningsplan 1-2, tryckskillnad över dörr på våningsplan 1-2 och uteluftsflöde. Brandskyddsventilationen är fördubblad för fall 7-9 med tryckstegringen 24 Pa jämfört med 6 Pa för fall 1-6. Motsvarande nominella totalflöde är 1 och 2 m 3 /s. Detta innebär att ventilationsflödet för modellens våningsplan är nominellt. och 1 m 3 /s för fall 1-6 respektive fall 7-9. Uteluftsflödet och avluftsflödet kommer att vara lika stora, eftersom det inte finns något våningsläckage. 28
b e g i n c o m p u t e h 6 m = - 6 * p z c o m p u t e q u s s = 7 * v u c o m p u t e q a s s = - 7 * v a s e t o p = t,. 6 z p = h, h 6 m A v = o p,. s e t A u = o p, 2. A h u = o p,. 1 : q A a = o p, 2. A h a o p,. 1 : q s e t A u 1 = o p, A 1 u : h w A u 2 = o p, A 2 u : h w A u 3 = o p, A 3 u : h w s e t A a 1 = o p, A 1 a : h w A a 2 = o p, A 2 a : h w A a 3 = o p, A 3 a : h w h, d p A a : q w h? q u s s A h u : w 2 2 A h a : w h? q a s s 2 A v h? : w 2 z p A h u 1 9 1 9 A h a z p 1 9 A v z p A h u 1 8 1 8 A h a z p 1 8 A v z p A h u 1 7 1 7 A h a z p 1 7 A v z p A h u 1 6 1 6 A h a z p 1 6 A v A u 3 A a 3 z p A h u 1 1 A h a z p 1 A v z p A h u 1 4 1 4 A h a z p 1 4 A v z p A h u 1 3 1 3 A h a z p 1 3 A v z p A h u 1 2 1 2 A h a z p 1 2 A v z p A h u 1 1 1 1 A h a z p 1 1 A v A u 2 A a 2 z p A h u 1 1 A h a z p 1 A v z p A h u 9 9 A h a z p 9 A v z p A h u 8 8 A h a z p 8 A v z p A h u 7 7 A h a z p 7 A v z p A h u 6 6 A h a z p 6 A v A u 1 A a 1 z p A h u A h a z p A v z p A h u 4 4 A h a z p 4 A v z p A h u 3 3 A h a z p 3 A v z p A h u 2 2 A h a z p 2 A v z p A h u : w 1 1 A h a : w z p 1 A v h? : w 1 s, - 1 A u : q w c o m c o m Figur 4.2 Halvgrafisk indatabeskrivning till PFS för beräkning av hissdrift. 29
b e g i n c o m ( 1 ) h 6 m = - 6 * p z c o m ( 2 ) q u s s = 7 * v u - 7 c o m ( 3 ) q a s s = - 7 * v a s e t o p = t,. 6 z p = h, h 6 m A v = o p,. s e t A u = o p, 2. A h u = o p,. 1 : q A a = o p, 2. A h a o p,. 1 : q s e t A u 1 = o p, A 1 u : h w A u 2 = o p, A 2 u : h w A u 3 = o p, A 3 u : h w s e t A a 1 = o p, A 1 a : h w A a 2 = o p, A 2 a : h w A a 3 = o p, A 3 a : h w h, d p A a : q w h? q u s s A h u : w 2 2 A h a : w - 9. 1 8 7 m 3 / s 1 A v h? : w 2-1 2. 1 P a. 4 3 3 m 3 / s 2 9. 4 3 3 m. P a 1 9 A v - 3 6. 1 P a 4 z p. 4 3 3 m 3 / s 1 8. 4 3 3 m 3 / s 1 8 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 7. 4 3 3 m 3 / s 1 7 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 6. 4 3 3 m 3 / s 1 6 A v A u 3. 4 3 3 m 3 / s. 4 3 3 m 3 / s. P a 1 1 A h a. P a 6 1 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 4. 4 3 3 m 3 / s 1 4 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 3. 4 3 3 m 3 / s 1 3 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 2. 4 3 3 m 3 / s 1 2 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 1 1. 4 3 3 m 3 / s 1 1 A v A u 2. 4 3 3 m 3 / s. 4 3 3 m 3 / s. P a 7 1 1 A h a. P a 8 1 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 9. 4 3 3 m 3 / s 9 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 8. 4 3 3 m 3 / s 8 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 7. 4 3 3 m 3 / s 7 A v z p. 4 3 3 m 3 / s 6. 4 3 3 m 3 / s 6 A v A u 1. 4 3 3 m 3 / s. 4 3 3 m 3 / s 1 2. 1 P a 9 A h a. P a 1 A v z p. 3 8 m 3 / s 4. 3 8 m 3 / s 4 A v z p. 3 8 m 3 / s 3. 3 8 m 3 / s 3 A v z p. 3 8 m 3 / s 2. 3 8 m 3 / s 2 A v z p. 3 8 m 3 / s 1. 3 8 m 3 / s 1 A v h? : w 1 c o m s, - 1. 3 8 m 3 / s 1 1. 3 8 m 3 / s 1 2-3. P a 1 3 A u : q w - 9. 1 8 7 m 3 / s 1 4 c o m Figur 4.3 Halvgrafiskt resultat för PFS för beräkning av hissdrift. 3
Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 1 m/s Våningsflödena visar att hisshastigheten 1 m/s har en liten påverkan. De lika utelufts- och avluftsflödena ligger något under de nominella flödena för fallet utan hissar. Notera spegelsymmetrin mellan fall 1-3 med hiss i uteluftsschakt och fall 4-6 med hiss i avluftsschakt. Hisslägen syns på tryckändringarna på result-raderna -1. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s - 1. - 1. - 1.... - 1. - 1. - 1. p r o ( 4 ) v a m / s... - 1. - 1. - 1.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 9. 1 8 7-9. 6 1-9. 8 7-9. 8 7-9. 6 1-9. 1 8 7-1 9. 6-1 9. 6 1-1 9. 9 r e s ( 2 ) m 3 / s. 4 3 3. 4 4 3. 4 6. 6. 1 9. 3 8. 9 2 2. 9 4 3. 9 6 r e s ( 3 ) m 3 / s. 4 3 3. 4 4 3. 4 6. 6. 1 9. 3 8. 9 2 2. 9 4 3. 9 6 r e s ( 4 ) P a - 3 6. 1-3 4. 4-3 2. 9-3. - 3. - 3. - 1 3 4. - 1 2 9. - 1 2 4. 7 r e s ( ) P a... 7..... 9. 3 r e s ( 6 ) P a..... 1 2. 1... r e s ( 7 ) P a. 8. 7..... 1 8.. r e s ( 8 ) P a.... 8. 7.... r e s ( 9 ) P a 1 2. 1..... 2 8. 9.. r e s ( 1 ) P a.... 7..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 3 8. 1 9. 6. 4 6. 4 4 3. 4 3 3 1. 4 1. 1 9 1. r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 3 8. 1 9. 6. 4 6. 4 4 3. 4 3 3 1. 4 1. 1 9 1. r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 2 7. 1-2. 6-2 3. 9-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 9. 1 8 7-9. 6 1-9. 8 7-9. 8 7-9. 6 1-9. 1 8 7-1 9. 6-1 9. 6 1-1 9. 9 c o m c o m Figur 4.4 PFS-resultat för nio fall med neråtgående hiss med hastigheten 1 m/s 31
Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 2 m/s Våningsflödena visar att hisshastigheten 2 m/s har en viss påverkan. De lika utelufts- och avluftsflödena ligger något mer under de nominella flödena för fallet utan hissar. Notera spegelsymmetrin mellan fall 1-3 med hiss i uteluftsschakt och fall 4-6 med hiss i avluftsschakt. Hisslägen syns på tryckändringarna på result-raderna -1. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s - 2. - 2. - 2.... - 2. - 2. - 2. p r o ( 4 ) v a m / s... - 2. - 2. - 2.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 8. 1 9-9. 4-9. 9 8-9. 9 8-9. 4-8. 1 9-1 8. 3 7-1 9. 2 3-1 9. 7 r e s ( 2 ) m 3 / s. 3 4. 3. 3 6 2. 1 9. 4. 7 6. 8 6 7. 8 8 6. 9 1 3 r e s ( 3 ) m 3 / s. 3 4. 3. 3 6 2. 1 9. 4. 7 6. 8 6 7. 8 8 6. 9 1 3 r e s ( 4 ) P a - 4 2. 4-4. 3-3 8. 3-3. - 3. - 3. - 1 4 4. 3-1 3 7. 4-1 3 1. r e s ( ) P a.. 1 6. 7..... 2 3. r e s ( 6 ) P a..... 2 4. 9... r e s ( 7 ) P a. 2...... 3 4. 8. r e s ( 8 ) P a.... 2..... r e s ( 9 ) P a 2 4. 9..... 4 8. 6.. r e s ( 1 ) P a... 1 6. 7..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 7 6. 4. 1 9. 3 6 2. 3. 3 4 1. 7 1. 3 7 1. 1 2 r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 7 6. 4. 1 9. 3 6 2. 3. 3 4 1. 7 1. 3 7 1. 1 2 r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 2 1. 7-1 9. 7-1 7. 6-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 8. 1 9-9. 4-9. 9 8-9. 9 8-9. 4-8. 1 9-1 8. 3 7-1 9. 2 3-1 9. 7 c o m c o m Figur 4. PFS-resultat för nio fall med neråtgående hiss med hastigheten 2 m/s 32
Neråtgående enkelhiss med hisshastighet 3 m/s Våningsflödena visar att hisshastigheten 3 m/s har en stor påverkan. Ventilationsflödena är för vissa fall halverad. De lika utelufts- och avluftsflödena ligger betydligt under de nominella flödena för fallet utan hissar. Notera spegelsymmetrin mellan fall 1-3 med hiss i uteluftsschakt och fall 4-6 med hiss i avluftsschakt. Hisslägen syns på tryckändringarna på result-raderna -1. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s - 3. - 3. - 3.... - 3. - 3. - 3. p r o ( 4 ) v a m / s... - 3. - 3. - 3.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 6. 6 4 8-7. 9 6-9. 3 2-9. 3 2-7. 9 6-6. 6 4 8-1 7. 4 9-1 8. 7-1 9. 2 r e s ( 2 ) m 3 / s. 2 3. 2 1 2. 1 7 4. 4 4. 8 4. 6 2 4. 7 9. 8 9. 8 3 4 r e s ( 3 ) m 3 / s. 2 3. 2 1 2. 1 7 4. 4 4. 8 4. 6 2 4. 7 9. 8 9. 8 3 4 r e s ( 4 ) P a -. 1-4 7. 8-4. 9-3. - 3. - 3. - 1 6. 2-1 4 8. 2-1 4 1. 1 r e s ( ) P a.. 3 1. 9..... 4 2. 2 r e s ( 6 ) P a..... 4. 1... r e s ( 7 ) P a. 3. 6..... 6. 4. r e s ( 8 ) P a.... 3. 6.... r e s ( 9 ) P a 4. 1..... 7 2. 3.. r e s ( 1 ) P a... 3 1. 9..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 6 2 4. 8 4. 4 4. 1 7 4. 2 1 2. 2 3 1. 1 1 1 1. 6 1 1. 2 3 r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 6 2 4. 8 4. 4 4. 1 7 4. 2 1 2. 2 3 1. 1 1 1 1. 6 1 1. 2 3 r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 1 4. 1-1 2. 2-9. 9-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 6. 6 4 8-7. 9 6-9. 3 2-9. 3 2-7. 9 6-6. 6 4 8-1 7. 4 9-1 8. 7-1 9. 2 c o m c o m Figur 4.6 PFS-resultat för nio fall med neråtgående hiss med hastigheten 3 m/s 33
Gränsfall för neråtgående enkelhiss Gränsfallet för nedåtgående hiss i uteluftsschakt visar att hisshallsventilationen har upphört över hissen enligt result-raderna 2-3 för fall 1-3 och 7-9. Gränsfallet för nedåtgående hiss i avluftsschakt visar att hisshallsventilationen har upphört under hissen enligt result-raderna 11-12 för fall 4-6. De lika utelufts- och avluftsflödena ligger långt under de nominella flödena för fallet utan hissar. Notera spegelsymmetrin mellan fall 1-3 med hiss i uteluftsschakt och fall 4-6 med hiss i avluftsschakt. Hisslägen syns på tryckändringarna på result-raderna -1, där fall 1 och 6 ligger nära tryckstegringen 6 Pa samt även fall 7 gentemot tryckstegringen 24 Pa. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s - 4. 1 6-3. 8 3-3. 4 2... - 8. 3 2-7. 6 6-6. 8 4 p r o ( 4 ) v a m / s... - 3. 4 2-3. 8 3-4. 1 6... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 3. 4 2-6. 3 3 4-8. 4-8. 4-6. 3 3 4-3. 4 2-6. 8 4-1 2. 6 7-1 7. 1 r e s ( 2 ) m 3 / s -. 3 -. 1. 6. 6. 6 3 2. 6 8 6 -. -. 2. 1 2 r e s ( 3 ) m 3 / s -. 3 -. 1. 6. 6. 6 3 2. 6 8 6 -. -. 2. 1 2 r e s ( 4 ) P a - 8. 2-4. - 4 9. 2-3. - 3. - 3. - 2 3 3. - 2 1. 9-1 9 6. 6 r e s ( ) P a.. 3 8. 3..... 1 3. 2 r e s ( 6 ) P a..... 6.... r e s ( 7 ) P a. 4 8...... 1 9 1. 8. r e s ( 8 ) P a.... 4 8..... r e s ( 9 ) P a 6...... 2 2 6... r e s ( 1 ) P a... 3 8. 3..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 6 8 6. 6 3 2. 6. 6. 1 -. 3 1. 3 7 2 1. 2 6 4 1. 1 3 r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 6 8 6. 6 3 2. 6. 6. 1 -. 3 1. 3 7 2 1. 2 6 4 1. 1 3 r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 1. 8-6. - 1. 8-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 3. 4 2-6. 3 3 4-8. 4-8. 4-6. 3 3 4-3. 4 2-6. 8 4-1 2. 6 7-1 7. 1 c o m c o m Figur 4.7 PFS-resultat för gränsfallet för brandgasspridning för nio fall med neråtgående hiss. 34
Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 1 m/s Hissdrift med hastigheten 1 m/s påverkar nästan inte brandskyddsventilationens funktion jämfört med samma hastighet för nedåtgående hiss som i Figur 4.4. Tryckändringen över hissarna är mycket mindre, vilket för en del fall beror på att hissarna åker mer eller mindre i medström. Samma symmetrin finns som för tidigare fall. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s 1. 1. 1.... 1. 1. 1. p r o ( 4 ) v a m / s... 1. 1. 1.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 9. 9 9 9-1. 1-1. 3-1. 3-1. 1-9. 9 9 9-1 9. 8 7-1 9. 9 9-2. r e s ( 2 ) m 3 / s.. 2. 1. 4 9 9. 4 9 9.. 9 8 9. 9 9 8 1. 1 r e s ( 3 ) m 3 / s.. 2. 1. 4 9 9. 4 9 9.. 9 8 9. 9 9 8 1. 1 r e s ( 4 ) P a - 3. - 2 9. 9-2 9. 3-3. - 3. - 3. - 1 2 2. - 1 2. 3-1 1 9. 9 r e s ( ) P a.. - 1. 3..... -. 3 r e s ( 6 ) P a......... r e s ( 7 ) P a. -. 3...... 6. r e s ( 8 ) P a.... -. 3.... r e s ( 9 ) P a...... 4. 1.. r e s ( 1 ) P a... - 1. 3..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s.. 4 9 9. 4 9 9. 1. 2. 1. 6 1. 1 1. r e s ( 1 2 ) m 3 / s.. 4 9 9. 4 9 9. 1. 2. 1. 6 1. 1 1. r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 3. 7-3. 1-3. - 1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 9. 9 9 9-1. 1-1. 3-1. 3-1. 1-9. 9 9 9-1 9. 8 7-1 9. 9 9-2. c o m c o m Figur 4.8 PFS-resultat för nio fall med uppåtgående hiss med hastigheten 1 m/s 3
Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 2 m/s Hisshastigheten 2 m/s påverka brandskyddsventilation obetydligt genom att bland annat utelufts- och avluftsflödet ökar över de nominella. Detta beror på att hissdriften hjälper till att driva luften genom hiss- och trapphussystemet. Samma symmetrier finns som i tidigare fall. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s 2. 2. 2.... 2. 2. 2. p r o ( 4 ) v a m / s... 2. 2. 2.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 1. 1 6-1. 2-1. 1 6-1. 1 6-1. 2-1. 1 6-2. - 2. 2-2. r e s ( 2 ) m 3 / s. 1 4. 3 1. 8. 4 9 2. 4 9. 4 9 2 1. 1. 3 1. 1 9 r e s ( 3 ) m 3 / s. 1 4. 3 1. 8. 4 9 2. 4 9. 4 9 2 1. 1. 3 1. 1 9 r e s ( 4 ) P a - 2 8. 7-2 7. - 2. 8-3. - 3. - 3. - 1 2. - 1 1 9. - 1 1 7. 4 r e s ( ) P a.. - 8. 4..... -. 3 r e s ( 6 ) P a..... - 2. 6... r e s ( 7 ) P a. -...... - 1.. r e s ( 8 ) P a.... -..... r e s ( 9 ) P a - 2. 6...... 1.. r e s ( 1 ) P a... - 8. 4..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 4 9 2. 4 9. 4 9 2. 8. 3 1. 1 4 1.. 9 9 9. 9 9 7 r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 4 9 2. 4 9. 4 9 2. 8. 3 1. 1 4 1.. 9 9 9. 9 9 7 r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 3 4. 2-3 2. - 3 1. 3-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 1. 1 6-1. 2-1. 1 6-1. 1 6-1. 2-1. 1 6-2. - 2. 2-2. c o m c o m Figur 4.9 PFS-resultat för nio fall med uppåtgående hiss med hastigheten 2 m/s. 36
Uppåtgående enkelhiss med hisshastighet 3 m/s Hisshastigheten 3 m/s påverkar brandskyddsventilation något genom att bland annat uteluftsoch avluftsflödet ökar över de nominella. Detta beror på att hissdriften hjälper till att driva luften genom hiss- och trapphussystemet. Hissplansventilationen ligger något under och över de nominella värden. Samma symmetrier finns som i tidigare fall. p r o ( 1 ) d p P a - 6-6 - 6-6 - 6-6 - 2 4-2 4-2 4 p r o ( 2 ) p z P a / m......... p r o ( 3 ) v u m / s 3. 3. 3.... 3. 3. 3. p r o ( 4 ) v a m / s... 3. 3. 3.... p r o ( ) A 1 u m 2 3 1 1 1 1 1 3 1 1 p r o ( 6 ) A 2 u m 2 1 3 1 1 1 1 1 3 1 p r o ( 7 ) A 3 u m 2 1 1 3 1 1 1 1 1 3 p r o ( 8 ) A 1 a m 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 p r o ( 9 ) A 2 a m 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 p r o ( 1 ) A 3 a m 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 s t e p n u m b e r 1 2 3 4 6 7 8 9 r e s ( 1 ) m 3 / s - 1. 6 4-1. 8-1. 3 9-1. 3 9-1. 8-1. 6 4-2. 7-2. 1 6-2. 1 7 r e s ( 2 ) m 3 / s. 4. 8 9. 6 3 8. 4 8. 4 6 9. 4 6 6 1. 6 1. 2 4 1. 8 r e s ( 3 ) m 3 / s. 4. 8 9. 6 3 8. 4 8. 4 6 9. 4 6 6 1. 6 1. 2 4 1. 8 r e s ( 4 ) P a - 2 4. 6-2 2. 4-1 9. 4-3. - 3. - 3. - 1 1 8. 8-1 1 6. 1-1 1 1. 8 r e s ( ) P a.. - 2 1. 2..... - 1 6. 4 r e s ( 6 ) P a..... - 1. 7... r e s ( 7 ) P a. - 1. 2..... - 7. 7. r e s ( 8 ) P a.... - 1. 2.... r e s ( 9 ) P a - 1. 7..... - 2. 3.. r e s ( 1 ) P a... - 2 1. 2..... r e s ( 1 1 ) m 3 / s. 4 6 6. 4 6 9. 4 8. 6 3 8. 8 9. 4. 9 9 6. 9 9 2. 9 9 2 r e s ( 1 2 ) m 3 / s. 4 6 6. 4 6 9. 4 8. 6 3 8. 8 9. 4. 9 9 6. 9 9 2. 9 9 2 r e s ( 1 3 ) P a - 3. - 3. - 3. - 4. 6-3 7. 6-3. 4-1 2. - 1 2. - 1 2. r e s ( 1 4 ) m 3 / s - 1. 6 4-1. 8-1. 3 9-1. 3 9-1. 8-1. 6 4-2. 7-2. 1 6-2. 1 7 c o m c o m Figur 4.1 PFS-resultat för nio fall med uppåtgående hiss med hastigheten 3 m/s 37