Kenneth Steenberg Jaquet Brandrådgiver

Transkript

1

2 Min baggrund: Beredskabschef Rosenholm/Rønde Kommuner (nu Syddjurs) Brandteknisk byggesagsbehandling Indsatsledelse Beredskabsinspektør Odense Brandvæsen Brandteknisk byggesagsbehandling Indsatsledelse 2009 Indsatsledelse Hedensted Kommune

3 Siden 1983 nøjagtigt i 30 år har det været et lovkrav at brandvæsnerne i Danmark skulle have tågestrålerør på deres køretøjer, ligesom slukningsmetoder med vandtåge lige siden har været implementeret i brandmandsuddannelsen. Her ud over anvendes i dag nyere slukningsværktøjer som f.eks.: Superhøjtrykkere Tågesøm Skæreslukkere Vandtåge er ikke en ny teknologi

4 Primære opgaver Det Nye Universitetshospital, Århus Ca m 2 nybyggeri Ca m 2 ombygning Det Nye Universitetshospital, Odense Ca m 2 nybyggeri Begge projekter udføres med vandtåge

5 Grundlæggende krav Bygherreønsker: Optimale betingelser for drift Konflikter med traditionelle brandmæssige opdelinger/indretninger m.v. Anvendelse af den nyeste teknologi Konflikter med gældende normer, standarder, forskrifter m.v. Fokus på det helende miljø Konflikter med Driftsmæssige forskrifter

6 Grundlæggende overvejelser Funktionsbaseret byggeri funktionsbaserede brandkrav Udfordringer: Information om brandteknisk dimensionering 2004 Ingen EU/DK normer, standarder, retningslinier Ingen entydige beregningsmetoder Manglende statistisk materiale

7 Grundlæggende overvejelser

8 Grundlæggende overvejelser Beskytter vandtåge lige så godt eller bedre end sprinkling?

9 Grundlæggende overvejelser substituting leads to (-Q = G L) 0 λ c G0 = ln 1 + cvap r0 0 VAP ( T T ) L 0 ( T T ) cvap into ln 1 + Q0 / G0 0 G0cVAP r0 = λ Γ mvap,0 m VAP VAP, G0 = ln 1 + r0 1 mvap,0 Γ f T pressure VAP G0 ln 1 + r0 f T, pressure ( ) m 1 ( ), VAP, dpv L =, dt v T R - (say T RT vv = M P P - vapour pressure at thesurface, v - specific volume of the vapour V V universal gas constant, integrating boiling PV dpv = P 0 at P, as T = 100 C at P = 1 atm for water) leeds to the LM V PV ( T ) = Pn exp R Pn temperature T : n V T0 Tboiling V LMV dt from some known point 2 RT 1 T V M - boiling V following expression for the vapour pressure P at arbitrary 1 T V molecular weight of the vapour V Γ m VAP VAP,0 m from conservationof vapour G0 = ln 1 + r0 1 m elimination of G leads to the following relation between m mvap,0 m m VAP,0 0 VAP, c = 1 + VAP λ ( T T ) c VAP ΓVAP L 0 VAP,0 VAP, VAP,0 and T 0 Infinite liquid conductivity model "distillation limit" T = f ( t) while T = T 0 dt0 = 3 dt r0 c ρ LIQ LIQ 0 LIQ INTERIOR ( Q G L) 0 0 Beregninger er komplicerede og oftest uforståelige for de myndigheder som skal acceptere dem. Transient droplet heating model "diffusion limit" TLIQ INTERIOR T0, TLIQ INTERIOR = f ( r,t) 0 r r0 TLIQ INTERIOR α LIQ TLIQ INTERIOR = r 2 t r r r Note, that a flow-rate-average specific heat could be defined as: GTOT, jc j all j c G dt dt then the last term of the D.E. GTOT, jc j = Gc, but in general, all j dx dx c c c = m jc j all j To receive another form of D.E. for temperature, note that: G = m G + G or c G = c m G + c G TOT, j j DIFF, j j TOT, j j j j DIFF, j c G = cg + c G but G = 0, and j TOT, j j DIFF, j DIFF, j all j all j all j c jg = cg + ( c j c) G DIFF, j DIFF, j DIFF, j all j all j all j Thus: all j ( ) c G = cg + c c G j TOT, j j DIFF, j all j (ii) conservation of G TOT, VAP m ie Γ VAP VAP 2 r = G G Γ dm dr VAP VAP vapour TOT, VAP,0 0 dm dr VAP 2 2 r = G r 0 0 where r - radius of droplet surface r = G r therefore from Fick's law : (i) mass conservation 2 2 r = G0r0 ( m 1) VAP 2 2 Gr = G r G - rate of phase change of liquid per unit surface area assuming mixture of ideal gases namely vapour and gas (for the ambience) according torault'slaw : PV ( T ) PG ( T ) χv = and χ G = P P where χv is molar fraction of vapour and P is prevailing pressure χ is molar fraction of gas, P ( T ) is partial pressure of gas G PVAP,0 ( T0 ) P n LM In our case : χvap,0 = = exp P P R χ while vapour mass fraction mvap,0 = χ M G VAP,0 VAP VAP,0 VAP T M + χ boiling VAP GAS 1 1 ( at Pn ) T 0 M GAS

10 Grundlæggende overvejelser men vi har en lang række praktiske erfaringer: Operativt anvender redningsberedskabet vandtåge til køling af røggasser Operativt anvender redningsberedskabet vandtåge til sikring mod varmestråling Operativt anvender redningsberedskabet vandtåge til røgstyring (gas/kemikalier) Operativt anvender redningsberedskabet vandtåge til nedfældning af kemikalie- og røgskyer Operativt anvender redningsberedskabet vandtåge til slukning af brand (kvælning)

11 Grundlæggende overvejelser Vi har mange års praktisk erfaring med vandtågens egenskaber Vi har en stor mængde data fra forsøg Egenskab: Sprinkling Vandtåge Køling af røggasser Begrænset God Sikring mod varmestråling Begrænset God Røgstyring (gas/kemikalier) Begrænset God Nedfældning af kemikalier og røg Begrænset God Slukning af brand (kvælning) Begrænset God Slukning af brand (køling af brændbart materiale) God Begrænset Vandtågen har mange positive egenskaber som er traditionel sprinkling overlegne Beslutning om anvendelse af vandtåge i projektforslagsfasen

12 Hvordan anvender vi vandtåge på DNU?

13 Sikring af brandmæssige adskillelser Sikring mod vinkelsmitte Sikring mod høj-/lavsmitte Sikring af ventilationsanlæg Sikring af stålkonstruktioner Sikring mod røgspredning Egenskab: Sprinkling Vandtåge Køling af røggasser Begrænset God Sikring mod varmestråling Begrænset God Røgstyring (gas/kemikalier) Begrænset God Nedfældning af kemikalier og røg Begrænset God Slukning af brand (kvælning) Begrænset God Slukning af brand (køling af brændbart materiale) God Begrænset

14 Grundlæggende princip Muligheder for svigt i aktive brandtekniske installationer identificeres. Sandsynligheder for svigt dokumenteres Konsekvens af svigt dokumenteres Risiko profil beregnes Relevante risici forebygges

15 Høj-/lavsmitte Vinduer i brandmæssig adskillelse Ubeskyttet stål

16 Traditionel sprinkling

17 Vandtåge

18

19 Varme røggasser Varmestråling fra røggaslag Varmestråling fra røggaslag Direkte stråling fra initialbrand Direkte stråling fra initialbrand

20 Røggasser Varme afkøles røggasser umiddelbart og damptryk øges Varmestråling fra røggaslag mindskes Varmestråling fra fra røggaslag mindskes Direkte stråling fra initialbrand Direkte stråling fra initialbrand

21 Røggasser Varme afkøles røggasser umiddelbart Røggasser og damptryk afkøles umiddelbart øges og damptryk øges Varmestråling fra røggaslag mindskes Vandtåge fordeler sig i brandrummet - og optager Direkte den direkte stråling varmestråling fra initialbrand Varmestråling fra fra røggaslag mindskes Vandtåge fordeler sig i brandrummet - og optager den Direkte direkte varmestråling fra initialbrand

22

23

24

25 Vandtåge og ventilation

26 Vandtåge og ventilation Traditionelt efter DS 428: Standsning af ventilationsanlæg i tilfælde af brand Hindre at varme røggasser spredes via kanalsystemet Hindre at aggregater ødelægges Konsekvenser: Kræver omfattende brandisolering Kræver store mængder brandspjæld Kræver store mængder røgspjæld Kræver stor efterfølgende driftsbyrde

27 Vandtåge og ventilation DNU-løsning: Som følge af vandtågeanlæggenes kølende effekt vil den maksimale temperatur i hovedkanalsystemerne ikke overstige 40 o C og temperaturene i sidekanal ind til det brandramte rum vil max. komme op på 140 o C i max. 8 sek. Ventilatorer standses ikke under brand Udsugning fortsætter uændret Indblæsning nedsættes med 10% Konsekvens Der udføres ikke brandisolering Der udføres få brandspjæld Der udføres ingen røgspjæld Der pålægges minimal driftsbyrde

28 Røgstyring i logistiktrace på plan 4

29 Røgstyring i logistiktrace på plan 4

30 Røgstyring i logistiktrace på plan 4

31

32

33 Røgstyring i logistiktrace på plan 4 Vandtågedysser placeres i røgskærm. Dråbestørrelse ca µ Ydelse ca. 10 l/min Tryk ca. 100 bar Afstand 800mm Spredning ca. 10 o - 20 o (90 o ) Alle områder dækkes af vandtåge, da vandtågen fordeler sig bedre end traditionel sprinkling (mange installationer under loft) Røgopdeling af trace sker med vandtågegardiner og ikke røgtætte døre

34 Integration af slangevinder Integration af højtryksslangevinder betyder, at der ikke er sammenhæng med brugsvandssystemet. Integration af højtryksslangevinder betyder, at der skabes optimale indsatsforhold for redningsberedskabet. Integration af højtryksslangevinder betyder, at indsatsveje for redningsberedskabet kan øges.

35 Udbudsstrategi Vægtning af tilbud skal ske ud fra funktionskrav og ikke pris, således at bedømmelse af tilbud kan ske ud fra brandstrategiens faglige krav. Eksempel på vægtningskriterier: Dråbestørrelser Dysse-spacing Vandforbrug m 2 Arbejdstryk Systemgodkendelser Komponentgodkendelser Systemapplikationer

36 Anbefalinger (Bygherrer/rådgivere): Bygningens samlede sikkerhedsniveau beskrives via målbare acceptkriterier Brandtekniske installationer skal være rentable og bidrage til et højere sikkerhedsniveau Udvidet anvendelse af Fire Risk Management Beregninger, CFD og referencetests vurderes nøje og anvendes omhyggeligt Normer, Standarder, Retningslinier følges, hvor de er relevante og hvor de giver mening Vandtågeapplikationer indtænkes i projektet allerede i de første faser (byggeprogram, dispositionsforslag) Vægtning af tilbud skal ske ud fra funktionskrav og ikke pris

37 251/ / En bygnings beskyttelsesniveau betragtes objektivt ens uanset om der er installeret et sprinkleranlæg eller et vandtågeanlæg såfremt disse er udført efter DBI s Retningslinier.