MODELOWANIE KOMPUTEROWE POŻARU W HALACH WIELKOPOWIERZCHNIOWYCH

Norma PN-EN 1991-1-2 dopuszcza dwojakie podejście do kwestii modelowania pożaru w pomieszczeniach budynku. W ujęciu tradycyjnym wartości temperatury gazów spalinowych oddziaływujących na elementy konstrukcji w warunkach pożaru wyznacza się za pomocą krzywych standardowych lub alternatywnie krzywych parametrycznych o ograniczonym zakresie stosowania (ważne dla stref pożarowych o powierzchni użytkowej jedynie do 400m² i wysokości pomieszczeń do 4m). Podejście zaawansowane opiera się na modelowaniu numerycznym, z uwzględnieniem realistycznych scenariuszy pożaru. W zależności od właściwości i obciążenia ogniowego danego pomieszczenia analizowany pożar może pozostać pożarem lokalnym lub przekształcić się w pożar w pełni rozwinięty. Dla obu typów pożaru można zbudować dwa niezależne modele numeryczne: model jedno- i dwustrefowy lub model pól, który oparty jest na założeniach obliczeniowej mechaniki płynów (CFD – computational fluid dynamics). W literaturze specjalistycznej brak jest jednak szczegółowych wytycznych dotyczących schematu postępowania przy tworzeniu modeli CFD. W artykule przedstawiono własną propozycję takiego toku postępowania, który uwzględnia model pożaru lokalnego oraz pozwala na ocenę możliwości pełnego rozgorzenia ognia. Ponadto wyspecyfikowano dane liczbowe służące do określenia mocy i powierzchni początkowego źródła ognia. Odniesiono się także do umownych kryteriów zapłonu stosowanych w przypadku modeli jedno- i dwustrefowego. Według proponowanego schematu postępowania opracowano przykład modelowania, który jest reprezentatywny dla hal wielkopowierzchniowych. W przykładzie posłużono się zaawansowanym programem numerycznym Fire Dynamics Simulator.

Pełny tekst (pdf)

[1]  PN-EN 1991-1-2. Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-2: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania w warunkach pożaru, PKN Warszawa 2006.

[2]  McGrattan K., Hostikka S., McDermott R., Floyd J., Weinschenk C., Overholt K.: Fire Dynamics Simulator user’s guide, NIST, Gaithersburg, Maryland, USA 2013.

[3]  Maślak M.: Trwałość pożarowa stalowych konstrukcji prętowych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2008.

[4]  Franssen J., Vila Real P.: „Fire Design of Steel Structures”, ECCS, Ernst & Sohn, 2010.

[5]  Fan S-g, Shu G-P., She G-J., Liew R-J-Y.: Computational method and numerical simulation of temperature field for large-space steel structures in fire, Advanced Steel Construction Vol. 10, No. 2, pp. 151-178 2014.

[6]  Cadorin J-F., Franssen J-M.: A tool to design steel elements submitted to compartment fires – Ozone V2. Part 1: pre- and post-flashover compartment fire model, Fire Safety Journal 38, pp.395-427, 2003.

[7]  Cadorin J-F., Franssen J-M.: A tool to design steel elements submitted to compartment fires – Ozone V2. Part 2: Methodology and application, Fire Safety Journal 38, pp. 429-521, 2003.

[8]  Maślak M., Woźniczka P.: Scenariusze rozwoju pożaru w wielkopowierzchniowej hali handlowej – cz. I, Nowoczesne Hale nr 2, 2017, str. 27-31.