Praktiska erfarenheter från sammankoppling av olika simuleringsverktyg vid brandprojektering

För att verifiera brandsäkerheten av en byggnad används ofta CFD-beräkningar (Computational Fluid Dynamics) för att simulera brandgasernas spridning. När brandgaserna medför att exempelvis sikten är så pass dålig att säker utrymning inte längre kan ske brukar detta benämnas som kritiska förhållanden. Vid brandteknisk projektering av byggnader är detta ett kriterium som måste tas hänsyn till. Flera olika mjukvaror kan användas för att mäta och beräkna hur en brand påverkar utrymmande personer i en byggnad. Genom att simulera ett brandförlopp och ett utrymningsförlopp och koppla ihop resultaten av dessa simuleringar kan mätbara värden för exempelvis toxisk påverkan av rök utläsas.

Sverige | den 21 maj 2018
Lästid : 15 minuter

Artikeln skrevs av Daniel Rådemar, Daniel Blixt, Brecht Debrouwere, Björn Grybäck Melin och Andrew Purchase och presenterades i samband med den internationella konferensen ”Performance-Based Codes and Fire Safety Design” den 24:e april i USA av Daniel Blixt och Daniel Rådemar.

Att utföra rökfyllnadsberäkningar och utrymningsberäkningar separat är inget nytt på marknaden. Vanligtvis sker dock dessa två beräkningar separat från varandra och resultaten för kritiska förhållanden vid utgångar och olika utrymmen läses av och jämförs med tiden som krävs för ett utrymningsförlopp. Genom att koppla ihop mjukvaror för beräkningar av både brand och utrymning kan resultatet istället avläsas på individnivå. Den genomförda studien använder metoden FED (Fractional Effective Dose) som bygger på koncentrationen syre, kolmonoxid och koldioxid i luften. Vid tillräckligt hög ackumulerad dos FED leder detta till slut till medvetslöshet, varvid säker utrymning inte längre är genomförbar.

Studien genomförs i steg, där första steget är att kalibrera kopplingen mellan brandsimuleringen och samtliga mjukvaror för ett enklare fall. Efter kalibreringen modelleras en mer komplex geometri, som i aktuellt fall skall motsvara en undermarkstation för tåg. Brandscenariot som studeras innebär att ett brinnande tåg kör in och stannar på stationen, varefter ytterligare ett tåg anländer. Samtliga personer som befinner sig på tågen och perrongen utrymmer mot säkerhet via trappor, rulltrappor och hissar.

Resultaten från studien visar en viss varians beroende på vilken mjukvara som används för utrymningsberäkningarna. Viss mjukvara tar hänsyn till gånghastighetsreducering i rök, medan annan mjukvara har specifika sociala beteendemönster för de utrymmande. Valet av mjukvara kan bero på det aktuella projektets förutsättningar och begränsningar av resurser, och skall göras från fall till fall. Studien påvisar även att mindre beräkningstekniska förenklingar i respektive program kan resultera i stora felaktigheter i resultaten när de sammankopplas.

Ladda ner rapporten