Thunderhead Engineering, de som gör Pyrosim och Pathfinder tar över efter NIST och arrangerar i sommar en konferens om brand- och utrymningsmodellering. Konferensen verkar ganska vettig för dig som håller på med analytisk dimensionering och bäst av allt är nästan att man kan följa den online. Läs mer här.
Bygg & Tekniks årliga temanummer om brandskydd har nyss kommit ut och denna gång har jag med en artikel om “Verifiering av brandskydd i byggnader med sprinklersystem”. Artikeln är en svensk sammanfattning av mitt arbetet med tekniska bytan och sprinklersystem. Har du inte tidningen så hittar du artikeln bland mina publikationer.
Skillnaderna mellan sprinklade och osprinklade byggnader är många när det gäller brandförloppets utveckling. Trots detta har vi med nuvarande modeller och metodik svårt att visa hur mycket en sprinklerinstallation påverkar säkerheten i en byggnad. Nedanstående figur visar på viktiga skillnader mellan byggnader med sprinkler och byggnader utan sprinkler. Figuren kommer att finnas i min kommande rapport “Methodology for Verifying Trade-offs in Buildings with Fire Sprinklers” som alldeles strax går ut på remiss till arbetsgruppen.
Figuren visar att efter hand som påverkan på människan förvärras – från “kritiska förhållanden” a la BBR via medvetslöshet till dödsfall – ökar skillnaderna i tid när detta inträffar mellan byggnaden med sprinkler och den utan. Figuren visar att gränsvärden “kritiska förhållande” överskrids vid ungefär samma tidpunkt i de både byggnaderna, men därefter blir skillnaderna större. Detta medför indirekt att andra gränsvärde för kritiska förhållanden kan tillåtas i en byggnad med sprinkler. Något som jag alldeles just nu skriver om i rapporten…
Torsdagen ägnades åt ett CEN-möte i Köpenhamn där jag redovisade delar av mitt arbete med “Fire Safety Design with Sprinklers”. Det var CEN TC127/TG1 om “Fire Safety Engineering” som höll ett möte för att diskutera statusen inom analytisk dimensionering av brandskydd i byggnader. Gruppen har tidigare identifierat följande tre punkter som viktiga att arbeta vidare med:
Den tredje punkten har en direkt koppling till det nordiska arbetet om “Fire Safety Design with Sprinklers” som jag är inblandad i. Jag är alldeles strax färdig med ett utkast till man rapport med den finfina titeln “Methodology for Verifying Trade-offs in Buildings with Fire Sprinklers”. Rapporten kommer finnas tillgänglig i slutet av mars och innehåller riktigt intressanta avsnitt som kritisk påverkan för utrymning i sprinklade byggnader, dimensionerande bränder i sprinklade byggnader och kvantitativa data på sprinklersystemens tillförlitlighet och förmåga.
Ta gärna del av min presentation på CEN-mötet. Du hittar den här…
Det traditionella angreppsättet att låta effektutvecklingen vara konstant efter sprinkleraktivering för med sig en del bekymmer eftersom sprinklersystemen oftast klarar av att påverka brandförloppet mer än så. Dock misstänker jag att sättet som vi beräknar tidpunkten för sprinkleraktivering kan ha lika stor påverkan för slutresultatet. Det vanligaste sättet är troligen att använda brandens tillväxthastighet i datormodellen Detact för att uppskatta när den första sprinklern utlöser. I figuren nedan visas tillväxthastigheter för försök gjorda på BRE i realistiska miljöer, tillsammans med de standardiserade värden på tillväxthastigheten (slow-ultrafast).
Som ni kan se finns det en hel del bränder som tillväxer snabbare än “fast 0,047 kW/s2” (den oranga grafen i figuren). Nu gäller det att läsa det finstilta från försöksserierna. Tiilväxthastigheterna som anges har beräknats utan hänsyn till den s.k. “incubation period” och gäller från dess att branden börjar tillväxa ordentligt till effektutvecklingen är 1000 kW. Hur lång är då denna “incubation period” eller förbrinntid som vi ibland kallar den? Eftersom förbrinntiden varierar oredentligt med typ av bränsle så tänker jag inte gå djupare här.
Det jag i stället vill göra är att välja ett experiment med en känd tillväxthastighet och undersöka när sprinklern aktiverar i försöket och jämföra med beäkning i Detact. Ett lämpligt försök som har en beräknad tillväxthastighet på 0,012 är “reception area sprinklered”. I figuren nedan visas försökets effektutveckling.
Tidpunkten för sprinkleraktivering är 370 s med en effektutveckling på 450 kW. Om vi simulerar en snabbtillväxande brand i Detact blir aktiveringstiden för sprinklern 230 s med en effekt på 610 kW. Helt klart en hyfsad överensstämmelse. Speciellt om vi skulle lägga på c:a 160 s av förbrinntid till Detact-resultatet.
Man ska aldrig dra för stora slutsatser på en jämförelse mot ett försök, men kanske är det så att vi ganska väl kan uppskatta tidpunkt för sprinkleraktivering. Då ligger problemet kanske snarare i att vi har “missvisande” kriterier för kritisk påverkan vid brand eller att andra modeller, t.ex. tid för detektion inte är korrelerade till förbrinntid och tillväxthastighet!?!
Det är inte överdrivet enkelt att hitta bra kompetensutveckling som brandingenjör när man väl lämnat LTH bakom sig. Mantrat i konsultvärlden är att vi kompetensutvecklar oss i våra uppdrag och visst är det så. Men här finns vissa solklara begränsningar. Hur ofta har vi tid att komma på ett helt nytt sätt att angripa ett problem? Hur ofta kan vi lägga ner en hel arbetsdag bara på att diskutera vilken metodilk vi ska använda? Tyvärr är svaren på dessa frågor troligen “inte så värst ofta” för de flesta av oss.
När vi väl bestämmer oss för att åka på konferens så ska vi vara glada om vi får ut något konkret av det. Allt för ofta känner jag att det inte händer så mycket i världen som för min utveckling framåt. Mina slutsatser från SFPE-konferensen i Auckland 2008 visar att det där med risk (sannolikhet x konsekvens) är något som världen får vänta ytterligare några år på innan utvecklingen tar fart ordentligt. Det bästa med konferenser är dels tiden för egen reflektion och mötena med andra ingenjörer. Vidare har LTH har tagit fram några kurser för vidareutbildning. Går det inte att få kurser som är specialanpassade för konsulternas behov? Ja, det gör det och jag kan glädja er alla med att jag erbjuder två olika utbildningar med ett mycket konkret innehåll:
Igår var jag i Borås och bevittnade min första brandprovning i större skala. Min uppdragsgivare, Setra Group, skulle köra ett test av sitt industriella modulbyggande med semi-massiva väggelement. Jag började arbeta med Setra och deras koncept för snart sju år sedan och det var riktigt intressant att se hur de teoretiska modellerna stämmer överens med utfallet vid provningen.
Provningen var intressant och gav bra resultat och jag hoppas kunna rapportera mer senare när provningsprotokollen finns tillgängliga.
För ett drygt år sedan skrev jag lite om brandprovning av nya lösningar och syftade på planerade provningar av Setra Groups byggsystem “Trälyftet” som är baserat på industriellt tillverkade volymelement. Dessa volymelement, moduler eller “lådor” kan kombineras på olika sätt för att skapa byggnader med varierad planlösning och våningshöjd. De kommer färdiga från fabrik, staplas ovanpå och bredvid varandra, varefter installationer kopplas samman.
Nu är det äntligen dags. På torsdag kl 10:00 tänds ugnen…
I förra veckan skrev jag om definitionen på förenklad resp. analytisk dimensionering och det kom in en reflektion om jag gärna delar med mig av:
Gissar att du är ute delvis för att väcka debatt. Ett problem jag ser som kanske även du ser är att den "förenklade dimensioneringen" har en hel del luckor. Mycket täcks upp av handböcker som inte har någon egentlig status och som bevarar en massa gamla SBN-tankar mm på ont och gott… Därför blir det lätt en rätt stor gråzon mellan förenklad och analytisk dimensionering och framförallt med tolkningar kring var kravnivån egentligen ligger enligt förenklad dimensionering eller?
Jag kan inte göra annat än att instämma i kommentaren. Idagsläget finns det alldeles för lite officiella förslag till detaljutformningar för att uppfylla BBR. Jag hoppas att Boverkets kommande handbok i förenklad dimesionering (som tas fram inom ramen för BBR 20XX) kommer att ge den vägledning som behövs. Utifrån ett projekteringsperspektiv måste det finnas gott om exempel på hur vi ska göra för att uppfylla BBR. Det saknas idag och då “tvingas” vi att gå på det som finns i andra handböcker. Rent praktiskt kallar jag inte dessa fall för analytisk dimensionering även om det i teorin borde vara så.
Vi ska dock inte glömma att det finns olika grader av analytisk dimensionering. Jag har i arbetet med den kommande handboken föreslagit att det borde finnas möjlighet till en kvalitativt riskbedömning där projektören “samlar in bevis” för att den föreslagna lösning ska ge tillfredsställande säkerhet. Denna typ av analytisk dimensionering skiljer sig från dimensionering utifrån beräkning, provning eller objektsspecifika försök där projektören “framställer bevis” ofta unika för resp. projekt. Lösningar som finns i andra handböcker eller i äldre byggregler kan då användas inom ramen för den kvalitativa riskbedömningen. Vi som projektörer måste i dessa fall kontrollera att förutsättningarna och kravnivån stämmer överens med relevanta bestämmelser.
Om BBR-kraven i den bästa av världar varit verifierbara funktionskrav fullt ut hur stämmer då detta gamla förenklade påstående nedan som jag aldrig riktigt blivit kompis med. Frångår man ett verifierbart funktionskrav då är det väl en mindre avvikelse och ingen analytisk dimensionering? Eller?
Mindre avvikelser definieras i BBR avsnitt 1:2 är något helt annat än alternativa sätt att uppfylla byggreglernas krav enligt BBR 5:11 om alternativ utformning. Mindre avvikelser innebär att man helt frångår vissa krav i föreskriften utan att kompensera detta. Därmed utgör de ett avsteg från den föreskrivna säkerhetsnivån. Mindre avvikelser behöver inte verifieras och beslutas av byggnadsnämnden.
Senare i veckan kommer jag ta upp olika utgångspunkter för analytisk dimensionering där bl.a “alternativ utformning” är en av dem.
Några gånger i livet har man blivit intalad att “repetition är kunskapens moder” och att “en gång är ingen gång”. Därför ger jag mig nu på att för er alla definiera två begrepp som varje dag utsätts för olika tolkningar av projekterande ingenjörer, vilka många gånger är alldeles felaktiga. Vi pratar om de två dimensioneringsmetoder som finns för byggnadstekniskt brandskydd – förenklad resp. analytisk dimensionering.
Förenklad dimensionering innebär att brandskyddet utförs exakt som det står i de allmänna råden eller i Boverkets olika rapporter. Inom ramen för förenklad dimensionering finns inget utrymme för tolkning, utan görs avvikelser så medför det per automatik att en annan dimensioneringsmetod måste väljas.
Analytisk dimensionering är i de flesta fall valfritt för byggherren, utom för de byggnader som faller inom ramen för BBR avsnitt 5:13 som erfordrar metoden i byggnader med särskilt hög risk för personskada. Fördelen med analytisk dimensionering är att byggherren får ett bätte anpassat brandskydd till den verksamhets som ska bedrivas och önskemålen om utformning av byggnaden.
BBR kräver att brandskyddet utformat enligt analytisk dimensionering ska verifieras så att det säkerställs att samhällets krav på brand- och utrymningssäkerhet uppfylls. Beroende på byggnadens komplexitet, antalet avsteg från förenklad dimensionering och den valda brandskyddslösningen ställs olika krav på verifieringen. Analytisk dimensionering kan ha olika utgångspunkter beroende på om krav i BBR uppfylls eller inte. Det senare fallet – kallat “alternativ utformning” kommer jag gå igenom noggrannare i ett kommande inlägg.