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

• Autorzy: Krasuski Adam , Krauze Andrzej , Kubica Przemysław , Pecio Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.2.5

Warianty tytułu

EN

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

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Projektowanie budynków wymaga często zastosowania obliczeń inżynierskich do weryfikacji przyjętych rozwiązań. Powszechnie stosowane są symulacje CFD, w szczególności do oceny skuteczności działania instalacji wentylacji oddymiającej. Obecnie wybór scenariuszy pożarowych, na których opiera się ocena bezpieczeństwa, zależy od inżynierów bezpieczeństwa 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 parametrów modelu rozwoju pożaru i/lub ewakuacji dla małej liczby, szczegółowo wybranych scenariuszy. Wykorzystanie ilościowej analizy ryzyka do oceny bezpieczeństwa, w znacznym stopniu poprawia jakość oraz zakres tych analiz. Celem artykułu jest przedstawienie możliwości wykorzystania ilościowej analizy ryzyka do wyboru scenariusza pożarowego dla symulacji CFD. Przy opracowaniu artykułu korzystano z metody eksperymentalnej bazującej na modelu komputerowym. Analizowany przypadek wskazuje problemy modelowania CFD, opartego na pojedynczym scenariuszu. Zaproponowano zastosowanie podejścia dwu-modelowego. Zaletą użycia obliczeń wielokrotnych (multisymulacji) w połączeniu z CFD, jest możliwość poznania prawdopodobieństwa poszczególnych scenariuszy i na tej podstawie dokonanie analizy koszt/zysk przy wyborze systemu zabezpieczeń.

EN

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

PL

multisymulacje; Monte Carlo; CFD; modelowanie; prawdopodobieństwo

EN

multi simulations; Monte Carlo; CFD; modeling; probability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 2
• Strony: 67--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krasuski Adam

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Katedra Nauk Ścisłych, Zakład Matematyki i Informatyki, Warszawa, Polska

autor

Krauze Andrzej

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Katedra Nauk Ścisłych, Zakład Matematyki i Informatyki, Warszawa, Polska

autor

Kubica Przemysław

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Katedra Bezpieczeństwa Budowli i Rozpoznania Zagrożeń, Zakład Technicznych Systemów Zabezpieczeń, Warszawa, Polska

autor

Pecio Mariusz

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Katedra Bezpieczeństwa Budowli i Rozpoznania Zagrożeń, Zakład Bezpieczeństwa Pożarowego Budynków, Warszawa, Polska

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 technicznych, 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. Weinschenk, 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 scenarios 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 simulator-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 sprawie spełnienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego w inny sposób niż to określono w przepisach techniczno-budowlanych, w przypadkach wskazanych w tych przepisach, oraz stosowania 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 environments using velocity obstacles. The International Journal of Robotics Research 17(7): 760-772 (1998)
• [25] Fliszkiewicz, M. Krauze, A. Maciak, T.2012. "Modelowanie probabilistyczne 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

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).