D RIFT OCH UNDERHÅLL

Funktionsprov av skyddet mot brandgasspridning skall ske minst 2 ggr/år. Funktions-provet skall innefatta kontroll av systemets brandfunktion (omkoppling, spjällfunktion-er mm) och kontroll av att fläktarna arbetar som vid injustspjällfunktion-eringen.

Funktionskontrollen skall dokumenteras.

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

Beräkningarna utförs som tryckfallsberäkningar där brandrummet tillförs ett brand-flöde med en förhöjd temperatur. Beräkningarna genomförs för ett ventilationssystem med vissa förenklingar av tryckfall för böjar, ljuddämpare m.m., vilket ej förväntas på-verka beräkningsresultaten. Analysen fokuserar på de sämsta fallen utifrån lägenhets-storlek samt konservativa antaganden.

Val av beräkningsförutsättningar vid projektering av brandskydd i ventilationssystem finns beskrivet i Brandteknik (2005).

6.1.1 DATORMODELLEN PROGRAM FLOW SYSTEMS (PFS)

Beräkningar har genomförts med datorprogrammet PFS (Program Flow Systems) vilket är ett beräkningsprogram för installationstekniska flödessystem utvecklat av professor Lars Jensen vid avdelningen för Installationsteknik, Lunds Tekniska Högskola.

Systemet bygger på att ventilationssystemet definieras och justeras så att tryckfallen över frånluftsdonen anpassas för normaldrift. Därefter tillförs ett brandflöde i en lä-genhet och PFS beräknar då aktuella flödesförhållanden i systemet.

Beräkningsmetodiken finns beskriven i t.ex. Jensen (1996).

6.2 INDATA /BERÄKNINGAR

6.2.1 BRANDFLÖDE

Vid termisk expansion av gasmassan i brandrummet alstras ett brandflöde. Maximalt brandflöde under brandförloppet beräknas enligt ekvation 4.1 hämtad från Backvik m.fl. (1999):

0,53 0,43 b 0,28

q = ×V ×a Ekv. 6.1

där

q = brandflödet (m³/s)

V = volymen på brandcellen (m³)

α = tillväxthastigheten på dimensionerande brand (kW/s²)

Dimensionerande brandceller i analysen är de olika lägenheterna.

Den dimensionerande arean för respektive brandcell har varit den av nedanstående areor som varit närmast den verkliga. Uträknade brandflöden för medelsnabba (me-dium) och snabba (fast) brandförlopp redovisas i Tabell 6.1.

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd 232566/jtr

Brandcell 55 2,5 112

Brandcell 60 2,5 150 1069

Brandcell 70 2,5 175 1160

Brandcell 80 2,5 200 1245

Brandcell 90 2,5 225 1326

Brandcell 100 2,5 250 1406

Brandcell 135 2,5 338 1643

Tabell 6.1: Brandflöden enligt ekvation 6.1.

Höglander och Sundström (1997) beskriver att det finns en stor brist i testdata från pre-flashover bränder i hela rumsmiljöer varför det kan vara svårt att entydigt ge ett bra värde på a. Dimensionerande brandtillväxt har valts till snabb (fast).

Som högsta rimliga brandtryck i det brandutsatta rummet har antagits 1 500 Pa. Det konservativa antagandet om maximalt 1 500 Pa är grundat på verkliga brandförsök som genomförts av bl.a. FOA (Hägglund m.fl. 1998 a).

6.2.2 LÄCKFLÖDE

Byggnader är inte helt täta mot omgivningen och ett visst läckage av brandgaser sker via otätheter i väggar. Detta påverkar tryckuppbyggnaden i brandrummet och därmed hur stor kraft brandgaserna sprider sig in i ventilationssystemet. Hur mycket luft som strömmar in i ej brandutsatta utrymmen eller ut till det fria påverkas även av det till-gängliga läckaget över fasaden samt invändiga läckageytor.

Då byggnaden förses med ett frånluftssystem med uteluftsdon i fasad är läckaget ge-nom fasad av underordnad betydelse. Läckaget gege-nom fasaden har i beräkningarna försummats.

6.2.3 TILLÅTET UNDERTRYCK I EJ BRANDUTSATTA LÄGENHETER

För att dörrarna skall kunna öppnas även när systemens brandfunktion har aktiverats skall dörröppningskraften inte överstiga 130 N. Lägenhetsdörrar leder till trapphus där trycket ansätts till 0.

Den totala öppningskraft, F, som behövs för att öppna dörren beräknas ur (Klote 2002):

F=Fr+(b*b*h*Δp)/(2*(b-d)) Ekv. 6.2

F = total öppningskraft (N)

Fr = normal friktionskraft i dörren (N) b = dörren bredd (m)

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd Tabell 6.2: Indata för en normal 9M dörr

b Dörrens bredd 0,825 m

h Dörrens höjd 2,04 m

d Avstånd mellan dörrkant och

trycke 0,06 m

Fr Friktionskraft i dörr 10 N

Maximalt tillåtet undertryck i lägenheterna fås till cirka 130 Pa.

6.2.4 SYSTEMUPPSTÄLLNING

En principskiss för hur systemet hanteras i PFS redovisas i bilaga A.

Då vissa förenklingar gjorts avseende böjar, vindpåverkan, interna tryckfall i aggregatet etc. kan använd tryckinställning vid fläktarna i beräkningarna skilja sig något mot det verkliga fallet.

Som grunddata har ett system med följande specifikationer och förenklingar använts.

· Samtliga brandceller i beräkningarna ansluts till vertikala kanaler vars längd motsvarar avståndet till det närmaste donet och med dimension motsvarande den som anges i ventilationshandlingar.

· Vid beräkningarna av temperaturpåverkan på fläkten har 350°C använts vid maximalt brandflöde i brandrummet och 945°C efter tryckavlastning av brand-rummet.

· Dimensioner och komponentdata är i enlighet med uppgifter på ventilations-handlingar och erhållna systemdata.

· Samtliga frånluftsdon i en brandcell som är kopplad till en och samma frånlufts-stigare har ersatts med ett frånluftsdon för att systemet skall kunna analyseras med PFS. Kanaldimensioner för dessa kanaler har antagits baserat på rimliga värden samt erhållna tryckfall över don i brandcellen för injusterat system.

· System en är injusterade så att:

o System 1: Lägsta tryckfall över de enskilda frånluftsdonen är 20 Pa vid normalflöde och tilluftsdonen 24 Pa. Högsta tryckfallet över de enskilda frånluftsdonen är ca 40 Pa och tilluftsdonen 37 Pa.

o System 2: Lägsta tryckfall över de enskilda frånluftsdonen är ca 22 Pa vid normalflöde och över tilluftsdonen ca 29 Pa. Högsta tryckfallet över de enskilda frånluftsdonen är ca 35 Pa och tilluftsdonen 32 Pa.

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd 232566/jtr

6.2.5 TEMPERATUR

Testförsök i osprinklade bränder visar på temperaturer på cirka 350-400°C i ventila-tionskanalerna vid maximalt brandflöde (Hägglund m.fl., 1996, Hägglund m.fl. 1998a, Hägglund m.fl., 1998b). Använd temperatur vid maximalt brandflöde är i beräkningar-na 350°C.

Efter övertändning kan temperaturen i brandrummet nå högre temperaturer. Enligt standardbranden (ISO 834) efter 60 minuters brandpåverkan kan temperaturen nå cirka 945°C. Standardbranden används bl.a. vid brandtester för att bedöma vilken brandteknisk klass en byggnadsdel har. För att uppnå denna temperatur krävs att syre tillförs branden, t.ex. genom tryckavlastning i klimatskalet. Om brandcellen är tryck-avlastad blir flödet av brandgaser in i kanalsystemet väsentligt lägre än fallet då brand-flödet skapar ett tryck i brandrummet.

Dimensionerande temperaturkrav på fläktarna har analyserats som högst temperatur av följande fall:

· Samtliga fönster är stängda. Brandflöde vid 350°C vid medelsnabbt brandför-lopp (medium brand) för lägenhetsbrand.

· Samtliga fönster är stängda utom i brandrummet där tryckavlastning erhållits.

Brandflöde vid 945 °C vid medelsnabbt brandförlopp (medium brand).

6.2.6 FLÄKTKAPACITET

Maximalt flöde vid fläktarna vid brand uppstår med att fönster står öppna i flertalet brandceller (50 % av lägenheterna) samtidigt som flera spiskåpor (50 % av lägenheter-na) är forcerade.

Eftersom densiteten påverkar tryckfallet i fläkt och fläktkurvan är framtagen för 20°C räknas tryckfallet i fläkt om till motsvarande vid 20°C. Med hjälp av relationen:

p2/T2=p1/t1 ó p2=p1/293*T2 Ekv. 6.2 p = tryckstegring i fläkten (Pa)

T = luftens temperatur i fläkten (K)

Volymflödet är oberoende av temperaturen.

6.3 OSÄKERHETER

6.3.1 ALLMÄNT OM OSÄKERHETER

I det studerade systemet ingår följande osäkerheter:

· Osäkerheter i indata till modellerna.

Hur stor variationen är på de indata som väljs och om rätt värden på de variabler som ingår i beräkningarna.

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

· Upplösning i analysnivå.

Studeras rätt brandscenarier och tillräckligt många scenarier för att tillfredställande säkert kunna uttala sig om säkerhetsnivån i hela byggnaden? En allt för grov upp-lösning i analysen medför att viktiga aspekter för personsäkerheten kan missas.

· Osäkerhet över tid.

Osäkerhet finns hur systemet fungerar under byggnadens livslängd.

6.3.2 HANTERING AV OSÄKERHETER

För att hantera ingående osäkerheter i beräkningarna väljs indata för att dimensionera efter värsta troliga fall. Detta har genomförts i analysen genom att systemet har stude-rats för:

· Dimensionerande temperaturkrav på fläktar har analyserats som högst tempe-ratur av fallen beskrivna i avsnitt .

· Kapacitetskrav på fläktar är analyserade med avseende på ökade flöden i sy-stemet enligt avsnitt 6.2.6.

· Maximalt tryck i brandrummet har antagits till 1 200 Pa vilket är en hög skatt-ning och endast i undantagsfall kan inträffa under en kort tid.

· Läckage via väggar har försummats. Utöver detta har ingen hänsyn tagits till annat läckage från lägenhetsdörrar (och därmed stora otätheter t.ex. i form av brevinkast mm).

· Valda brandflöden betraktas som konservativa då de är framtagna ifrån en ek-vation som ej tar hänsyn till hur tak, innerväggar och andra föremål påverkar uppvärmning av gasmassan i brandrummet.

· Krav ställs på drifts- och underhållsinstruktioner med regelbunden provning av branddrift på anläggningen.

· Krav ställs på funktionsprovning innan driftstagande med kontroll öppnings-kraft över dörrar.

Resultatfiler till PFS simuleringar arkiveras digitalt och kan efter behov erhållas från Tyréns AB.

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd

Lomma C, Hus A, Lomma- Ventilationsbrandskydd 232566/jtr

R

ASHRAE, Fundamentals Handbook, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. USA.

Backvik, B. m fl (1999), En handbok om brandskyddsteknik för ventilationssystem, Ven-tilationsbrandskydd i Stockholm AB, Stockholm.

Boverket (1994), Skydd mot brandgasspridning via ventilationssystem med fläktar i drift, Boverket rapport 1994:13, Karlskrona: Boverket.

Boverket (2001), Boverkets byggregler (BBR) BFS 1993:57 med ändringar t o m BFS 2005:17, Karlskrona: Boverket.

Brandteknik (2005), Brandskyddshandboken, Rapport 3134, Avdelningen för Brand-teknik, Lund: Lunds Tekniska Högskola.

Hägglund B., Nireus K. & Werling P, (1996), Pressure rise due to fire growth in a closed room – description of three full-scale tests, FOA—R—96-00347-2.4—SE, Stockholm:

Försvarets forskningsanstalt.

Hägglund B., Nireus K. & Werling P, (1998a), An experimental study of the smoke spread via ventilation ducts, FOA—R—98-00870-311—SE, Stockholm: Försvarets for-skningsanstalt.

Hägglund B., Nireus K. & Werling P, (1998b), Small-scale tests of smoke spread in multi-plane compartments, FOA—R—98-00926-311—SE, Stockholm: Försvarets forskning-sanstalt.

Höglander K., Sundström B. (1997), Design fires for pre-flashover fires, SP Report 1997:36, Swedish National Testing and Research Institute, Borås.

Jensen L. (1996), Undersökning av rökspridning via ventilationssystem med PFS, Rap-port TABK—96/7035, Institutionen för byggnadskonstruktionslära, Lund: Lunds Karlsson B. & Quintiere J.G. (2000), Enclosure Fire Dynamics, London: CRC Press.

Klote J. H. (2002), Smoke Control, SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Third Edition, Section Four - Chapter 12, Quincy: National Fire Protection Association (NFPA).

Olsson N. (1999), Brandgasspridning via ventilationssystem - Beräkningsteori och be-räkningsexempel för olika typer av lokaler och verksamheter, Avdelningen för Brand-teknik, Rapport 5038, Lund: Lunds Tekniska Högskola.