Två mastersstudenter vid University of Edinburgh har tittat på dimensionerande bränder i komplexa byggnader som ligger utanför Eurocodes användningsområde. Visserligen behöver byggnaderna inte vara särskilt komplexa för att ekvationerna för att bestämma brandcellstemperatureni Eurocode inte längre är tillämpbara. Det räcker med 500 m2 och 4 m i tak.

 
Arbetet redovisar några intressanta tankar om de ställningstagande som måste göras när dimensionerande bränder tas fram. Vilken brandvaraktighet gäller? Vad är värst för konstruktion, ett långsamt ventilationskontrollerat förlopp eller en intensiv men kortvarig brand? De konstaterar att fullt utvecklade bränder troligen är sällsynta, men att “lokal” övertändning kan ske vilket i sin tur ger upphov till stora s.k. “travelling fire”, vilka i sin tur blir dimensionerande för konstruktionen. Du kan också läsa mer här.

Min f.d. kollega på ØSA (numera en del av Tyréns) Daniel Gojkovic har hjälpt mig med lite felsökning angående MQH-metoden. Vi har lyckats avslöja räknefel i metodens tillämpning så som den redovisas i "Estimating Room Temperatures and the Likelihood of Flashover". I början av nästa vecka redovisar vi vad vi hittat samtidigt som det börjar bli dags att ställa artikelförfattarna till svars…

Läs mer i det tidigare inlägget och kommentera gärna!

Just nu ägnar jag en hel del tid åt att försöka finna ett ”enkelt” sätt att uppskatta om övertändning kan inträffa i en lokal. Den mest välkända metoden är den s.k. MQH-metoden för att beräkna temperaturen i det övre brandgaslagret som en funktion av brandens effektutveckling, lokalens geometri, öppningarnas storlek och omslutande konstruktioners värmeledningsegenskaper. MQH-metoden finns dokumenterad i ”Estimating Room Temperatures and the Likelihood of Flashover” och ser i sin enklaste form ut så här:
 
Ekvationen togs fram genom att analysera c:a 100 försök och bedöms korrelera väl mot dessa vilket visas i figuren nedan:

Jag tror det är många som tycker att metoden ger ganska konstiga resultat, framförallt för material med goda värmeisolerande egenskaper. Helt plötsligt krävs hundratals kvadratmeter öppningar för att undvika övertändning i en hyfsad stor lokal, ett resultat som inte är helt överensstämmande med den uppfattning man får av att använda andra modeller som t.ex FAST eller FDS. De försök som ligger bakom MQH-metoden gjordes i huvudsak i rum med en storlek på 20-30 m3, vilka många ser ut som det rum som används för ISO 9705 (room corner test). Vad händer i rum som har en volym på 1000-tals m3, exempelvis livsmedelsbutiker på 3000 m2 med en takhöjd på 4 m?

Ekvationen för att beräkna brandgaslagrets temperatur bygger på försök där kvoten mellan omgivande ytor och rummets volym är ligger kring 2,0. I större lokaler närmar sig denna kvot ganska snart värden mindre än 0,10 pch ner mot 0,05. Något måste hända med korrelationen då omgivande ytors ”betydelse” för minskar med en faktor 20-40. Min teori är att betydelsen av omgivande ytors värmeledningsegenskaper minskar efterhand som lokalerna blir större och den enkla anledningen till detta är förhållandet mellan omgivande ytor och rummets volym minskar kraftigt efter hand som lokalen blir större. För dessa lokaler är sambandet helt enkelt svagare än vad MQH-metoden anger.

Ett enkelt räkneexempel kan illustrera vad jag menar. Om vi antar att 1000 kW är en tillräckligt stor brand för att orsaka övertändning i ett rum med en viss storlek och omgivande ytor är av betong. Då skulle det endast krävas kring 130 kW för att orsaka övertändning om omgivande ytor är av mineralull. På samma sätt skulle det krävas 3600 kW om väggarna var av aluminium.

I stora lokaler tror jag att värmeledningen in i omslutande konstruktioner har mindre betydelse än den ”lagring” av värme som sker i brandgaserna. Kan jag ha rätt?

Kommentera & diskutera gärna…

Tidigare i veckan flaggade jag för kommande inlägg som skulle behandla några vanliga missuppfattning om analytisk dimensionering. Här kommer del 1…

”Analytisk dimensionering kräver alltid beräkningar och en kvantifiering av brand- och utrymningsförlopp”

Beräkningar ska endast ses som ett av de beslutsunderlag som kan behöva ta fram för att avgöra om en byggnads brandskydd är att beakta som tillfredsställande. Ofta kommer man mycket långt med logisk slutledningsförmåga och kan redan tidigt avgöra att en föreslagen utformning har likvärdig eller bättre säkerhet än den lösning som fås med förenklad dimensionering.

Ett logiskt kvalitativt resonemang där motiv och argument för den valda lösningen redovisas kan ibland vara tillräcklig verifiering. I sådana fall är det viktigt att de logiska resonemangen är väl underbyggda och dokumenterade, t ex genom statistik, tidigare experimentella studier eller utredningar. Glömt inte bort att tänka är 95 % och räkna 5 %…

British Standards har ett gäng publikationer om ”Fire Safety Engineering”, vilka utgör en av mina inspirationskällor i arbete med BBR 20XX. I en av publikationerna listas några vanliga missuppfattningar om analytisk dimensionering i jämförelse med den traditionella förenklade dimensioneringen. Jag kommer i några inlägg framöver gå igenom en del av dessa och komplettera med mina egna reflektioner.

Thunderhead Engineering, de som tagit fram Pyrosim lanserar nu en betaversion av sitt utrymningsprogram Pathfinder. Jag har inte hunnit testköra programmet än, men det hade helt klart varit intressant och ser hur det står sig mot mer kända alternativ som Simulex, Steps och Exodus. Lite intressant känns programmet eftersom det går att använda geometrier skapade för FDS. Någon som hunnit testa än?

Om några veckor kommer Bygg & Teknik ut med sitt årliga temanummer om brandskydd. Denna gång medverkar jag med en artikel med titeln ”Nytänkande vid dimensionering av brandskydd i höga byggnader”. Artikeln bygger på min presentation på SFPE-konferensen på Nya Zeeland samt de erfarenheter som jag fått av verifieringen av utrymningssäkerheten i Point Hyllie, Sveriges näst högsta bostadshus med sina 95 m och 27 våningar. I väntan på det nya numret så kan du spana in mina tidigare artiklar i tidningen:

Kostnadseffektiv utformning av brandskydd
Kv Orkanen – brandskyddsprojektering på sin spets
Projektering av en och samma livsmedelsbutik i 125 kommuner