Identyfikatory
Warianty tytułu
The Impact of the Fire Source Location on Fire Development in a Large-Space Steel Commercial Building
Języki publikacji
Abstrakty
Cel: Celem prezentowanych rozważań jest pokazanie, że rozwój pożaru w wielkopowierzchniowym obiekcie handlowym może mieć różny przebieg, zależny od tego, w jakiej lokalizacji miała miejsce jego inicjacja. Hale tego typu charakteryzują się zwykle dużą powierzchnią przy stosunkowo małej wysokości, co utrudnia cyrkulację powietrza i odprowadzenie gazów spalinowych. Dodatkowym ograniczeniem tłumiącym swobodny rozwój pożaru jest w tym przypadku mały wskaźnik otworów. Wszystko to sprawia, że pożarem miarodajnym do oceny bezpieczeństwa takich obiektów powinien być raczej pożar zlokalizowany, dla którego nie doszło do rozgorzenia i wyrównania temperatury spalin w całej strefie pożarowej. Metody: W pracy rozważa się rozwój pożaru lokalnego zainicjowanego w trzech alternatywnych lokalizacjach różniących się położeniem źródła ognia i jego odległością od otworów bramowych wentylujących strefę pożarową. Do numerycznego modelowania pożaru wykorzystano program FDS specyfikujący zmieniające się w czasie przestrzenne mapy temperatury spalin na podstawie uogólnionych równań dynamiki płynów ze zmiennymi termodynamicznymi i aerodynamicznymi. Wyniki: Prezentowane wyniki, otrzymane w dotychczasowych badaniach, dotyczą przypadku hali handlowej, w której nie zastosowano wymaganych prawem klap dymowych, instalacji tryskaczowych ani żadnych innych środków czynnej ochrony przed ogniem. W dalszych pracach do modelowania planuje się wprowadzać kolejne elementy formalne, pozwalające na rozeznanie wpływu tego typu zabezpieczeń na rozwój pożaru. Uzyskane profile temperatury gazów spalinowych, skojarzone z kolejnymi rozpatrywanymi lokalizacjami pożaru, w celach porównawczych odniesiono do analogicznych wyników otrzymanych po zastosowaniu różnego typu modeli analitycznych zalecanych do stosowania w profesjonalnej literaturze. Wnioski: Uzyskane rezultaty wydają się potwierdzać konstatację, że modelowanie rozwoju pożaru lokalnego jedynie na podstawie dostępnych modeli analitycznych nie musi prowadzić do wystarczająco wiarygodnych oszacowań prognozowanego bezpieczeństwa zwłaszcza wtedy, gdy rozwój ten zależy od czynników nie branych pod uwagę przy formułowaniu tych modeli. Przykładem tego typu ograniczeń jest sytuacja rozpatrywana w niniejszym artykule, dla której intensywność przewidywanego pożaru zależy od lokalizacji źródła ognia, co w konsekwencji różnicuje realną dostępność tlenu podtrzymującego spalanie.
Aim: The aim of this paper is to show that fire development in a large-space steel commercial building may have a different intensity depending on the location in which the fire originated. Buildings of this type are usually characterised by a large area with a relatively low height, which makes air circulation and fire-gas evacuation difficult. The low value of the opening factor in this case is an additional constraint preventing fire from developing freely. All this makes a localised fire which has not reached a flashover and for which the fire-plume-gas temperature has not become uniform throughout the fire compartment a representative pattern which should be considered to assess the fire safety of such buildings. Methods: This paper investigates the development of a localised fire which originates in three alternative locations differing in the position of the fire source and in the distance to the gate openings which ventilate the fire compartment. The FDS software is used for numerical fire modelling, specifying the time-varying spatial maps of the fire-plume-gas temperature on the basis of the equations taken from the fluid dynamics methodology with thermodynamic and aerodynamic variables. Results: The presented results, obtained hitherto, involve a steel commercial building which has no smoke vents, which are legally required, and sprinkler systems or any other active fire protection solutions. The plan for future works is to include additional formal components for modelling purposes to explore the impact of these safety measures on fire development. The fire-plume-gas temperature profiles associated with the individual fire locations investigated are linked for comparative purposes to the corresponding results yielded by the analytical models recommended by the professional literature. Conclusions: The obtained results seem to support the assertion that the modelling of a localised fire only on the basis of the existing analytical models does not necessarily lead to sufficiently reliable evaluations of the projected safety, particularly when this development depends on the factors which have not been accounted for in such models. An example of such a situation is the case investigated in this article, when the intensity of the anticipated fire depends on the location of the fire source, which involves varying oxygen availability necessary to sustain combustion.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
154--169
Opis fizyczny
Bibliogr. 13 rys., wz.
Twórcy
Bibliografia
- [1] Maślak M., Miarodajna gęstość obciążenia ogniowego strefy pożarowej – wartość nominalna z pojedynczej inwentaryzacji czy raczej statystycznie uzasadniona wartość charakterystyczna, BiTP Vol. 44 Issue 4, 2016, pp. 119–128, DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.9.
- [2] Fan Shen-Gang, Shu Gan-Ping, She Guang-Jun, Richard Liew J.Y., Computational Method and Numerical Simulation of Temperature Field for Large-Space Steel Structures in Fire, “Advanced Steel Construction” 2014, 2, 151–178, http://dx.doi.org/10.18057/ijasc.2014.10.2.3.
- [3] Wang Y., Burgess I., Wald F., Gillie M., Performance-Based Fire Engineering of Structures, CRC Press, London 2014, 394, http://dx.doi.org/10.1201/b12076.
- [4] PN-EN 1993-1-2: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1–2: Reguły ogólne – Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe.
- [5] PN-EN 1991-1-2: Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje – Część 1–2: Oddziaływania ogólne – Oddziaływanaia na konstrukcje w warunkach pożaru.
- [6] McGrattan K.B., McDermott R., Weinschenk C., Overholt K., Hostikka S., Floyd J., Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide, NIST Special Publication 1018, Gaithersburg, Maryland, USA 2013, 173, http://dx.doi.org/10.6028/nist.sp.1018e6.
- [7] Zhang Guo-Wei, Zhu Guo-Qing, Huang Li-Li, Temperature Development in Steel Members Exposed to Localized Fire in Large Enclosure, “Safety Science”, 2014, 62, 319–325, http://dx.doi.org/10.1016/j.ssci.2013.09.006.
- [8] Alpert R.L., Turbulent Ceiling-Jet Induced by Large-Scale Fires, „Combustion Science and Technology” 1975, 11, 197–213, http://dx.doi.org/10.1080/00102207508946699.
- [9] Li Guo-Qiang, Wang Peijun, Advanced Analysis and Design for Fire Safety of Steel Structures, Springer, Heidelberg 2013, 357, http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-34393-3_11.
- [10] Yu Zhi-Chao, Zhu Guo-Qing, Zhang Guo-Wei, Tiang Cheng-Fei, Study of Shape Coefficient in BFD Model, “Procedia Engineering” 2016, 135, 622–630, http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2016.01.128.
- [11] Barnett C.R., BFD Curve – a New Empirical Model for Fire Compartment Temperatures, „Fire Safety Journal” 2002, 37, 437–463, http://dx.doi.org/10.1016/s0379-7112(02)00006-1.
- [12] Heskestad G., Hamada T., Ceiling Jets of Strong Fire Plumes, „Fire Safety Journal”, 1993, 21, 69–82, http://dx.doi.org/10.1016/0379-7112(93)90005-b.
- [13] Zhang Chao, Li Guo-Qiang, Fire Dynamic Simulation on Thermal Actions in Localized Fires in Large Enclosure, “Advanced Steel Construction” 2012, 2, 124–136. http://dx.doi.org/10.18057/ijasc.2012.8.2.2.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-57503ee8-b4a2-4e27-be13-d3e71f4d1e04
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.