Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2019 - zeszyt 2

Wybór scenariuszy pożarowych do symulacji CFD instalacji wentylacji oddymiających bazujących na ilościowej analizie ryzyka

Smoke and Heat Exhaust Ventilation Design, Based on Probabilistic Risk Analysis

10.15199/9.2019.2.5

nr katalogowy: 118702
10.15199/9.2019.2.5

Streszczenie

Projektowanie budynków wymaga często zastosowania ob- liczeń inżynierskich do weryfikacji przyjętych rozwiązań. Powszechnie stosowane są symulacje CFD, w szczególności do oceny skuteczności działania instalacji wentylacji oddy- miającej. Obecnie wybór scenariuszy pożarowych, na których opiera się ocena bezpieczeństwa, zależy od inżynierów bez- pieczeństwa pożarowego. Niestety bazują oni w zasadzie je- dynie na swoim doświadczeniu, rzadko sięgając do statystyk. Obecnie rutynowym podejściem do oceny bezpieczeństwa pożarowego budynku jest precyzyjne zdefiniowanie parame- trów modelu rozwoju pożaru i/lub ewakuacji dla małej liczby, szczegółowo wybranych scenariuszy. Wykorzystanie ilościo- wej analizy ryzyka do oceny bezpieczeństwa, w znacznym stopniu poprawia jakość oraz zakres tych analiz. Celem artykułu jest przedstawienie możliwości wykorzysta- nia ilościowej analizy ryzyka do wyboru scenariusza pożaro- wego dla symulacji CFD. Przy opracowaniu artykułu korzystano z metody eksperymen- talnej bazującej na modelu komputerowym. Analizowany przypadek wskazuje problemy modelowania CFD, opartego na pojedynczym scenariuszu. Zaproponowano zastosowanie podejścia dwu-modelowego. Zaletą użycia obli- czeń wielokrotnych (multisymulacji) w połączeniu z CFD, jest możliwość poznania prawdopodobieństwa poszczególnych scenariuszy i na tej podstawie dokonanie analizy koszt/zysk przy wyborze systemu zabezpieczeń.

Abstract

Building design often requires the use of engineering calcu- lations to verify the adopted solutions. CFD simulations are commonly used, in particular to assess the effectiveness of smoke ventilation systems. Currently, the choice of fire sce- narios on which the safety assessment is based depends on fire safety engineers. Unfortunately, they are generally only based on their experience and rarely refer to statistics. Cur- rently, a routine approach to fire safety assessment of a build- ing is to define precisely the parameters of the fire develop- ment model and/or evacuation model for a small number of scenarios selected in detail. The use of quantitative analysis of the risk for safety assessment significantly improves the quality and scope of these analyses In this article possibilities of using fire risk analysis for fire scenario selection in the CFD simulation were presented. This article is based on experimental methods and computer models. The analyzed example reveals problems with deterministic fire modelling. The approach based on multiple calculations were shown. This makes it possible to obtain probability of given scenario and making cost/profit analysis.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Krasuski, A., Kubica P., Pecio, M., Multisymulacje: analiza ryzyka pożarowego. Ochrona przeciwpożarowa nr. 2, vol. 60. 2017.
[2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków tech- nicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. Nr 75, poz. 690) z późn. zm.
[3] K. McGrattan, S. Hostikka, R. McDermott, J. Floyd, C. Wein- schenk, and K. Overholt. Fire. Dynamics Simulator, User’s Guide. NIST special publication, 1019-6, 2017.
[4] Tversky, A., Kahneman, D.: Judgment under uncertainty: Heuristics and biases. Science 185(4157), 1124-1131 (1974).
[5] Kahneman, D. Thinking, fast and slow. Macmillan, 2011.
[6] Peacock, R.D., Jones, W., Reneke, P., Forney, G.: CFAST-consoli- dated model of fire growth and smoke transport (version 7) user’s guide. Citeseer (2017). URL https://github.com/firemodels/cfast/ releases
[7] Krasuski, A., & Krenski, K. (2017). A-Evac: the evacuation simula- tor for stochastic environment. arXiv preprint arXiv:1711.09229.
[8] NFPA 551. Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments, 2010 Edition.
[9] NFPA 101. Life Safety Code. 2006 Edition.
[10] ISO/TS 16733. Fire safety engineering. Selection of design fire sce- narios and design fires.
[11] SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection 2nd Edition, 2007.
[12] SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 5th Edition, 2016.
[13] PD 7974-7:2003. Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Probabilistic risk assessment.
[14] https://www.swdst.pl/
[15] https://github.com/atpaajan/pfs
[16] Hostikka, S., and O. Keski-Rahkonen. Probabilistic fire simu- lator-Monte Carlo simulation tool for fire scenarios. No. VTT- -TIED--2164. 2002.
[17] https://www.branz.co.nz/cms_display.php?sn=75&st=1&pg=19170
[18] Wade, C. A., Baker, G. B., Frank, K., Robbins, A. P., Harrison, R., Spearpoint, M., & Fleischmann, C. (2013). B-RISK user guide and technical manual. BRANZ.
[19] https://github.com/aamks
[20] Stec Anna A. and Hull, T. R.Stec, A. A. & Hull, T. R. (Ed.), 2010. Fire toxicity. Elsevier.
[21] PD 7974-6:2004. Human factors: Life safety strategies — Occupant evacuation, behaviour and condition (Sub-system 6).
[22] KG PSP (2008). PROCEDURY organizacyjno-techniczne w spra- wie spełnienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego w inny sposób niż to określono w przepisach techniczno-budow- lanych, w przypadkach wskazanych w tych przepisach, oraz sto- sowania rozwiązań zamiennych, zapewniających niepogorszenie warunków ochrony przeciwpożarowej, w przypadkach wskazanych w przepisach przeciwpożarowych.
[23] Hasofer A., V. R. B. and Bennetts., I. D., 2006. "Risk analysis in building fire safety engineering". Routledge.
[24] Fiorini P., Z. Shiller. 1998. “Motion planning in dynamic environ- ments using velocity obstacles. The International Journal of Robotics Research 17(7): 760-772 (1998)
[25] Fliszkiewicz, M. Krauze, A. Maciak, T.2012. "Modelowanie proba- bilistyczne na potrzeby szacowania ryzyka pożarowego", Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej. Nr 43.
[26] Metropolis, N., Ulam, S. (1949). The monte carlo method. Journal of the American statistical association, 44 (247): 335-341

Zeszyt


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - e-zeszyt (pdf) 2019-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	30.00 zł

Prenumerata

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Promocja
Nowość

360.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Open Access

Zeszyt

2019-2

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma