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

Pass 1 Stoppade fläktar sid 2-16 Rapport TVIT 6/33 Enkel tvåzonsmodell sid 2.6-4.3 Rapport TVIT 7/712 1 Pass 2 Trycksättning trapphus sid 17-29 Rapport TVIT 6/71-74 2 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

Pass 3 Backspjäll för skydd sid 3-36 Rapport TVIT 6/34 Textildon som backspjäll sid 37-39 Rapport TVIT 7/713 3 Pass 4 flerrumsbrandceller sid 4-44 Rapport TVIT 6/33 Tvärströmning sid 45-48 Rapport TVIT 7/718? 4 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 2

Pass 5 beräkningar med PFS sid 49-57 Rapport TVIT 7/79 5 Pass 6 Funktionskrav mot sid 58-67 Rapport TVIT 7/71 Kolmoxidförgiftning sid 68-7 Rapport TVIT 7/714 6 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 3

BRANDFORSK 313-1 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

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

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

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 3.25 14 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 7

2.5 Y6 beds ic = 8 nc = 15 16 2 15 brandeffekt MW 1.5 1 19 17 11.5 1 21 18 24 22 12 23 14 13 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 15 tid s 5 Y6 beds ic = 8 nc = 15 45 4 35 brandluftbehov m 3 3 25 2 15 15 19 1 17 2124 11 1 12 23 22 18 13 5 2 14 2 4 6 8 1 12 14 16 18 16 tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 8

1 Y6 beds ic = 8 nc = 15.9.8.7 relativ brandeffekt.6.5.4.3.2.1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 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

1.5 Rumsgolvyta A = 5,1,2 m 2 ( h = 3 m ) 2 Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5 5 1 5 1 15 2 25 3 35 4 19 tid s 1.5 Rumshöjd h = 2.4,3.,3.6 m ( V = 3 m 3 ) Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5 3.6 3 2.4 5 1 15 2 25 3 35 4 2 tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

1.5 Rumsväggfaktor o =,1,2 - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5 1 2 5 1 15 2 25 3 35 4 21 tid s 1.5 Nedre utluftningsandel u =.,.5,1. - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5.5 1 5 1 15 2 25 3 35 4 22 tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

1.5 Ytmaterialtyp i m = 1,2,3 - ( trä,betong,stål ) Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5 2 3 1 5 1 15 2 25 3 35 4 23 tid s 1.5 Strålningsandel f =.,.2,.4 - Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 1.5.2.4 5 1 15 2 25 3 35 4 24 tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 12

2.5 α = 2.93,23.44,187.52 W/s 2 187.52 Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 2 1.5 1.5 23.44 2.93 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 25 tid s 1 Konstant brandeffekt P(t) =.95,1.9,3.8 MW 9 Brandflöde m 3 /s Brandeffekt MW 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 26 tid s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 13

2 Brandeffekt med konstant brandflöde q b =.1,.2,.5,1. m 3 /s 1.8 Brandeffekt MW Brandflöde m 3 /s 1.6 1.4 1.2 1.8.6.4.2 5 1 15 2 25 3 35 4 27 tid s Brandmodeller Största brandflöde Dito brandtid Dito brandtemperatur Dito brandtid med sprinkler Dito brandtid med fönstersprängning 28 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 14

Simuleringsfall Tidsförlopp t 2 och t 1 Brandtillväxthastighet Golvyta Rumshöjd Nedre utluftning 8 fall 1 fall 5 fall 5 fall Totalt 2 fall 29.25 aah.8.423.51 1.39 rms =.62 2:15::1.2 relativt fel för brandflöde q b m 3 /s.15.1.5 -.5 -.1 -.15 -.2 -.25.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 3 tvåzonsmodell brandflöde q b m 3 /s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 15

.25 aah 92.82 -.333.351.28 rms =.47 2:4::.2.15 relativt fel för brandtid t b s.1.5 -.5 -.1 -.15 -.2 -.25 1 2 3 4 5 6 7 8 31 tvåzonsmodell brandtid t b s.25 aah 49.335.69.5 -.74 rms =.43 2:::.2 relativt fel för brandtemperatur T b K.15.1.5 -.5 -.1 -.15 -.2 -.25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 32 tvåzonsmodell brandtemperatur T b K Lars Jensen Installationsteknik, LTH 16

Anpassade modeller (3.16-18) q b =.81 α.42 A.5 h 1.4 (m 3 /s) t b = 92.821 α -.33 A.35 h.28 (s) T b = 49.33 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

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

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

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

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

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 3/4 43 44 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 22

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

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) = 1 + 2.5 +... + (n-1).5 48 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 24

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

51 52 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 26

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

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

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

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

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

Modellfall 2-8 2 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) 67 68 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 34

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

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 2 87 2 fall 11 labb 2 A = 74 m 2 18 16 14 läckflöde i l/sm 2 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 88 övertryck i Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 44

.8 fall 12 småhus 1 A = 375 m 2.6.4 läckflöde i l/sm 2.2 -.2 -.4 -.6 -.8-6 -4-2 2 4 6 89 övertryck i Pa.8 fall 13 lgh h141 1 A = 45 m 2.6.4 läckflöde i l/sm 2.2 -.2 -.4 -.6 -.8-6 -4-2 2 4 6 9 övertryck i Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 45

2 fall 23 trapphus 3 A = 711 m 2 1.5 1 läckflöde i l/sm 2.5 -.5-1 -1.5-2 -6-4 -2 2 4 6 91 övertryck i Pa 2 18 16 q l /q 5 relativt läckflöde 14 12 1 8 6 4 2 1.9.8.7.6.5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 p b /p 5 relativt brandtryck 92 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 46

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

Fortsättning slutrapport Mer försöksdata bränder i slutna rum CFD-simulering av bränder i slutna rum Mer försöksdata lufttäthet Fullständigare modell för utluftning 95 96 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 48

Trycksättning av trapphus BRANDFORSK 33-31 TVIT 6/71-74 97 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

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

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

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 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1 Pa/m 1 Pa/m Pa/m m 3 /s 4 m 3 /s 4 m 3 /s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 14 Nivå m Lars Jensen Installationsteknik, LTH 52

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

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 4+22+4 mm ytterglapp.6m 2 och mittglapp.44 m 2 mätsträcka för tryckfall +6 m till +45 m temperatur +3 m, +6 m, +25.5 m, +45 m, självdrag 5 ºC ute 22 ºC inne +3 m dörr 1.8 m 2 +51 m luckor.9+.8 m 2 18 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 54

7 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 6 röklucka öppen läge för port söder, port öster och röklucka 5 4 3 2 1 röklucka stängd port öster öppen port öster stängd port söder öppen port söder stängd 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 19 tidskala i h 3 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 o C lufttemperatur på plan 1, 11, 17.5 och 24 25 2 15 1 5 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 11 tidskala i h Lars Jensen Installationsteknik, LTH 55

3 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 tryckskillnad mellan plan 11 och 24 Pa mätt 25 2 15 1 5 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 111 tidskala i h 6 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 trapphusflöde i dörröppning på plan 1 m 3 /s 5 4 3 2 1 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 13.1 tidskala i h 13.2 13.3 13.4 13.5 112 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 56

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) 2 113 3 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 tryckskillnad mellan plan 11 och 24 mätt modell Pa 25 2 15 1 5 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 13.1 tidskala i h 13.2 13.3 13.4 13.5 114 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 57

3 provflödning Sysav trapphus Mitt 25-3-9 tryckskillnad mellan plan 11 och 24 modell Pa 25 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 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

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 4.2 117 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

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

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

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 2.1-17 Trapphushöjd 1 m Aktuell parameter på kurva Parameter läckage tryckfall värmeövergångstal personbelastning storlek personbelastning läge inloppstemperatur 124 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 62

8 olika nominellt läckflöde m 3 /s fall 1 1 7 2 2 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 3 3 4 4 3 5 5 6 6 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 125 Trapphusnivå [m] 8 olika nominellt läckflöde m 3 /s fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 126 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 63

8.5 7 olika tryckfall Pa/m(m 3 /s) 2 fall 7.1 8.15 9 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4.2 1.25 11.3 12 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Trapphusnivå [m] 127 8 olika tryckfall Pa/m(m 3 /s) 2 fall 7.5 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3.1 8.15 9.2 1.25 11 2.3 12 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 128 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 64

8 olika värmeövergång W/Km fall 8 13 7 4 14 2 15 1 16 5 17 25 18 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 129 Trapphusnivå [m] 8 olika värmeövergång W/Km fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 8 13 4 14 2 15 1 16 5 17 25 18 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 65

25 2 olika värmeövergång W/Km fall 15 Trapphuslufttemperatur [ o C] 1 5-5 -1 8 13 4 14 2 15 1 16 5 17 25 18-15 -2-25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 131 Trapphusnivå [m] olika tryckfallskvot - fall 8 1 19 7 1.5 2 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 2 21 2.5 22 3 3 23 4 24 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 132 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 66

8 olika tryckfallskvot - fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 1 19 1.5 2 2 21 2.5 22 323 4 24 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 133 Trapphusnivå [m] 8 olika läge personbelastning m fall 5 21 7 8 3 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 2 25 3 26 4 27 6 28 7 29 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 134 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 67

8 olika läge personbelastning m fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 5 21 2 25 326 427 6 28 7 29 8 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 135 Trapphusnivå [m] 8.5 31 olika termisk tryckgradient Pa/m fall 7 1 32 1.5 33 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 2 34 2.5 35 3 36 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 136 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 68

8 olika termisk tryckgradient Pa/m fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 1 32 1.5 33 2 34 2.5 35 3 36 2.5 31 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 137 Trapphusnivå [m] 25 olika termisk tryckgradient Pa/m fall 2 15 Trapphuslufttemperatur [ o C] 1 5-5 -1.5 31 1 32 1.5 33 2 34 2.535 336-15 -2-25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 138 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 69

8 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall 1 1 7 1 16 Trapphusövertryck [Pa] 6 5 4 2 21 37 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 139 Trapphusnivå [m] 8 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall 7 6 Trapphusflöde [m 3 /s] 5 4 3 1 1 1 16 2 21 37 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 14 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 7

25 2 1 1 fall 1, 16, 21 och summafall 37 fall 2 21 15 Trapphuslufttemperatur [ o C] 1 5-5 -1 1 16 37-15 -2-25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 141 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

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 16384 (4 7 ) testfall 7 parametrar och 4 värden per parameter 143 8 7 6 5 beräknat p min Pa 4 3 2 1-1 -2-2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 144 simulerat p min Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 72

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 2.1-17 ingen garanti 145 Test av trycksättningssätt Tre personbelastningar.,.5, 1. Fem klimat 2, 8.9, -2.9, -13.1-22.9 ºC Fem trycksättningssätt Reglerad öppning Programstyrd öppning Till/frånstyrd öppning Anpassat läckage Ingen öppning 146 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 73

Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall 1 9 8.1 1 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.126 2.194 3.245 4.287 5 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 147 Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall 8.1 6 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.9 7.15 8.196 9.235 1 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 148 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 74

Flödestrycksättning reglerad öppning A o m 2 fall 1 9 8.1 11 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.77 12.129 13.168 14.21 15 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 149 Trapphusnivå [m] Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall 1 9 8.1 16 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.126 17.194 18.245 19.287 2 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 15 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 75

1 9 Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall 8.1 21 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.126 22.194 23.245 24.287 25 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 151 Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning programstyrd öppning A o m 2 fall 8.1 26 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.126 27.194 28.245 29.287 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 152 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 76

1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall 8.275 35 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 31.1 32.275 33.275 34 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 153 Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 36.1 37.275 38.275 39.275 4 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 154 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 77

1 9 Flödestrycksättning tillfrånstyrd öppning A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 41.1 42.275 43.27544.275 45 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 155 Trapphusnivå [m] 1 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall 9 8.1 5 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 46.1 47.1 48.1 49 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 156 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 78

1 9 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 51.1 54.1 55.1 52 2 1.1 53 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 157 Trapphusnivå [m] 1 9 Flödestrycksättning anpassat läckage A o m 2 fall 8 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3.1 56.1 57.1 59.1 6 2.1 58 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 158 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 79

1 9 8 Statisk trycksättning.1 65 A o m 2 fall Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3 2.1 64.1 61.1 63.1 62 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 159 Trapphusnivå [m] 1 9 Statisk trycksättning A o m 2 fall 8.1 7 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3 2.1 69.1 66.1 68.1 67 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 16 Trapphusnivå [m] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 8

1 9 Statisk trycksättning A o m 2 fall 8.1 75 Trapphusövertryck [Pa] 7 6 5 4 3 2.1 74.1 71.1 73.1 72 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 161 Trapphusnivå [m] Maximal trapphushöjd 1 Tryckintervall (2,8) Pa Termisk gradient 14 fall -.5, -.4, -.3, -.2. -.1,..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

8 Trapphus utan läckage Pa/m 2 1.5 1.5.4.3 Trapphusövertryck (Pa) 7 6 5 4 3.2 -.1..1 -.2 -.5 -.4 -.3 2 5 1 15 2 25 163 Trapphusnivå (m) 8 Sommarfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) 6 5 4 3 -.5 -.4 -.3 -.2 -.1 2 5 1 15 2 25 164 Trapphusnivå (m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 82

8 Vår/höstfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) 6 5 4 3.5.4.3.2.1 2 5 1 15 2 25 165 Trapphusnivå (m) 8 Vinterfall ingen öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) 6 5 4 3 2 1.5 1 2 5 1 15 2 25 166 Trapphusnivå (m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 83

8 Vinterfall ideal öppning 7 Trapphusövertryck (Pa) 6 5 4 3 2 1.5 1 2 5 1 15 2 25 167 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

3 Olika öppning och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) 25 2 15 1 5 m 2.1 m 2.2 m 2.3 m 2.4 m 2 -.5.5 1 1.5 2 169 Temperaturtryckgradient (Pa/m) 3 Olika variabel öppning och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) 25 2 15 1 5.5 m 3 /Pa.1 m 3 /Pa.15 m 3 /Pa.2 m 3 /Pa.25 m 3 /Pa -.5.5 1 1.5 2 17 Temperaturtryckgradient (Pa/m) Lars Jensen Installationsteknik, LTH 85

3 Olika lösningar och läckage.2 m 3 /sm Maximal trapphushöjd (m) 25 2 15 1 5.2 m 2.15 m 3 /Pa ideal m 2 -.5.5 1 1.5 2 171 Temperaturtryckgradient (Pa/m) Sammanfattning fördelar En sektion En trycksättningsfläkt Ett inflöde nederst brandgasfritt? En bättre genomluftning 172 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 86

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

Backspjäll för skydd mot brandgasspridning - utveckling och försök Trygg-Hansas Forskningsstiftelse E6/24 TVIT--6/34 175 Backspjäll ingen nyhet Patenterat av Lars Thörnvall Löpdagar 8-5-7 1 och 87-6-16 2 Omfattande utformning Dubbelfunktion termiskt framspjäll Fläktar i drift och ur drift 176 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 88

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 181 182 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 91

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

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

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 1 9 8 7 6 5 4 3 α = 2 4 6 8 1 12 14 16 12 8 4 β = 2 1.5.1.15.2.25.3.35.4.45.5 188 flöde m 3 /s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 94

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) 189 2 mätt spjälltryckfall [Pa] 18 16 14 12 1 8 6 4 2 4 4 4 44 5 6 7 8 4 5 6 7 8 5 5 5 6 7 8 6 6 6 7 8 8 7 8.2.4.6.8.1.12.14.16.18.2 19 mätt flöde [m 3 /s] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 95

2 18 16 76 6 anpassat spjälltryckfall [Pa] 14 12 1 8 6 4 2 6 7 8 4 8 5 7 4 8 4 44 6 5 7 5 8 5 4 6 5 6 78 8 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 191 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

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 -1 194 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 97

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 2 195 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 3 196 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 98

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

.12.3.1 läckflöde [m 3 /sm 2 ].8.6.4 Täthetsklass 1 Täthetsklass 2.25.2.15.1.2 Täthetsklass 3.5 Täthetsklass 4 1 2 3 4 5 6 199 läcktryckfall [Pa].5.45.4.35 läckflöde [m 3 /sm 2 ].3.25.2.15.1 Täthetsklass 2.5 Täthetsklass 3 Täthetsklass 4.5.1.15.2.25.3.35 2 distans [mm] Lars Jensen Installationsteknik, LTH 1

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 21 22 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

Backspjäll RSK - Systemair För rund kanal och godtycklig orientering Galvaniserad plåt Två fjäderbelastade lameller Högt tryckfall storlek 1 12 16 2 25 31 tryckfall 85 4 55 45 55 25 Pa Läckagelängd = omkrets + diameter 23 24 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 12

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 25 1 3 Täthetsklass 1 Läckflöde l/sm 2 1 2 1 1 Täthetsklass 2 Täthetsklass 3 Täthetsklass 4 1 1 2 1 3 26 Provtryck Pa Lars Jensen Installationsteknik, LTH 13

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

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

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 - 1222 < 1 IDCC beräknat.2 mm 112 > 2 211 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 5322 212 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 16

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? 213 214 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 17

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

Textildon som backspjäll - teori och mätresultat TVIT--7/713 217 Modell A B C D E Sektion Modell A B C D E Plan 218 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 19

2 18 16 14 tryckfall Pa 12 1 8 duk 5 6 4 duk 6 2 5 1 15 2 25 219 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=1.72 22 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 11

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

8 mm 2 mm luftriktare mätfläns duk 1 mm mätuppställning normal funktion duk 5/6 4 mm 223 4 textildon 1 normal funktion 35 3 25 tryckfall Pa 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 224 flöde l/s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 112

4 textildon 3 normal funktion 35 3 25 tryckfall Pa 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 225 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

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

95 mm 5 mm luftriktare mätdysa dragavbrott duk 1 mm mätuppställning backfunktion duk 5/6 4 mm 229 4 textildon 1 backfunktion 35 3 25 tryckfall Pa 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 23 flöde l/s Lars Jensen Installationsteknik, LTH 115

4 textildon 3 backfunktion 35 3 25 tryckfall Pa 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 231 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

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 5 7 233 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

Brandgasspridning mellan flerrumsbrandceller TVIT--6/77 235 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

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

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

2nq 2nq 2nq 2nq Rum Rum Rum F-system A:a A:b-n B:a-n Gränsfall 241 4 F-system metod 1 35 3 relativt brandtryck p b /Δp f 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 242 antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 121

1 F-system metod 1 9 relativt brandflöde q b /q 8 7 6 5 4 3 2.2.5.1.2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 243 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

4 F-system metod 2 35 3 relativt brandtryck p b /Δp f 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 245 antal rum per brandcell 1 F-system metod 2 9 relativt brandflöde q b /q 8 7 6 5 4 3 2.5:.1.1:.1.2:.1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 246 antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 123

Jämförelse metod 1 och 2 Metod 2 ger högre brandtryck Metod 2 ger högre brandflöde Om p s = blir metod 1 = 2 247 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 =4 4 2 8 = 512 Pa Brandflöde enligt (2.2) q b = 2 4 3 (1+(8/12).5 ) = 919 l/s 248 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 124

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

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

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) 2 253 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

1 FT-system metod 1 9 relativt brandtryck p b /Δp f 8 7 6 5 4 3 2 1 5 2 1.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 255 antal rum per brandcell 2 FT-system metod 1 18 16 relativt brandflöde q b /q 14 12 1 8 6 4 5 2 1.5 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 256 antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 128

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 257 1 FT-system metod 2 9 relativt brandtryck p b /Δp f 8 7 6 5 4 3 2 5 2 1 1.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 258 antal rum per brandcell Lars Jensen Installationsteknik, LTH 129

2 FT-system metod 2 18 16 relativt brandflöde q b /q 14 12 1 8 6 4 5 2 1.5 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 259 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

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

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 2 263 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

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

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

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

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 2 1.5.14 1.8.12.1.6.2 exakt beräkning n = 5 Δp t /Δp u =.2.8.4 -.2.1.6.2 -.4 -.6.4.6 -.2.2.4 -.4 -.4 -.8 -.6 -.1 -.2.2 -.8 -.2 -.6 -.1 -.12 -.14.5.5 1 1.5 2 tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 272 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 136

tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 2 1.5.12 1.14.1.6.2 exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u =.2.8.4 -.2.1.6.8.2.4 -.4 -.6.6 -.2.2 -.1.4 -.4 -.6 -.8 -.2.2 -.1 -.14 -.4 -.2 -.6 -.8 -.12.5.5 1 1.5 2 tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 273 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 2 1.5.8 1.6.1.4.2 exakt beräkning n = 5 Δp t /Δp u = 5.8.6 -.2.4.2 -.4 -.2.4.2 -.4 -.6 -.2.2 -.4 -.6 -.2.5.5 1 1.5 2 tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 274 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 137

2.1 exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u = 5.2 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 1.5 1.8.4.2.8.6 -.2.4.6.2 -.4.4 -.2 -.6.2 -.2 -.4 -.6 -.8 -.2 -.4.5.5 1 1.5 2 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

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 1 278 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 139

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

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

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 ) / 8 283 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

2.1 exakt beräkning n = 2 Δp t /Δp u = 5.2 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 1.5 1.8.4.2.8.6 -.2.4.6.2 -.4.4 -.2 -.6.2 -.2 -.4 -.6 -.8 -.2 -.4.5.5 1 1.5 2 tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 285 2.16 olinjär skattning n = 2 Δp t /Δp u = 5.1.8.6.2 tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 1.5.12 1.14.1.2.6.4.8 -.2 -.4.6.4.2 -.6 -.8 -.2.4 -.4.2 -.1 -.12 -.2 -.8 -.4 -.14 -.2 -.8 -.6 -.6 -.1 -.12 -.16.5.5 1 1.5 2 tryckfallskvot tilluft/frånluft Δp t /Δp f 286 Lars Jensen Installationsteknik, LTH 143

tryckfallskvot uteluft/avluft Δp u /Δp a 2 1.5 1 -.8 -.6 -.2 -.4 linjär skattning n = 2 Δp t /Δp u = 5 -.6 -.4 -.2.2 -.4 -.2.8 -.2.2.2.8.6.6.6.2.4.4.4.8.1.1.14.16.12.14.12.2.16.18.1.12.18.2.5.5 1 1.5 2 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

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

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

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

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

definition fläktkurvor 1 1 tryckstegring.8.6.4 2.2.2.4.6.8 1 1.2 297 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

. 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 5 6 7 8 9 1 11 12 9 1 11 12 13 14 15 16 13 14 15 16. 299 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

Modifierat utskriftsformat format 4 7 2 1 (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

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.8.6.4.2.2.4.6.8 1 1.2 34 hastighetskvot v / vzlim Lars Jensen Installationsteknik, LTH 152