Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania zapalności do oceny rozwoju pożaru

Kolbrecki Andrzej

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 7

6--8

PL

Przy ocenie właściwości ogniowych podstawowe znaczenie ma określenie, w jakich warunkach i jak szybko dany materiał się zapali. Jest to niezbędne w analizie, który materiał zapali się najpierw, a także do określenia rozwoju pożaru w pomieszczeniu na skutek „zdalnego” zapalenia lub na skutek rozprzestrzeniania płomienia po powierzchni. Zdolność do zapalenia jest charakteryzowana przez właściwości materiału, które mogą być obliczone z danych z badań małej skali. Te obliczone właściwości służą do przewidywania zapalenia w rzeczywistych warunkach pożaru (przy założeniu, że są one znane lub określone w komputerowych modelach rozwoju pożaru). Do określenia zapalności służą metody badawcze, w których ekspozycja cieplna może być typu radiacyjnego, konwekcyjnego lub przy działaniu płomienia. W artykule przedstawiono metody i wyniki badań wg ISO 11925-3 w przypadku źródła zapalenia A-H.

EN

At the evaluation of fire properties of given material the primary importance has determining in what conditions and as quickly will ignite. It is valid for determining, which material will ignite at first as well as for determining the development of the fire in the room do to "remote" inflammations or as a result of spread the flame by the area. The ignitability in the fire is characteristic by properties of the material and can be calculated from data from examinations in small scale. These calculated properties are used to predict ignition in real fire (at the assumption that they are known or determined in computer models of the development of the fire). For the ignitability determination research methods, in which the thermal exposure can be radiation, convection type or acting of the flame. At the work testing methods according to ISO 11925-3 of the source A-H and results of testing were presented.

2

Comparative analysis of assumptions for numerical simulation of the effects of fire - safety of evacuation from the building structure

Dorsz Adam, Rusowicz Artur, Prawdzik Adam

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2020

|

Nr 4

1--15

EN

Ensuring a safe evacuation for the users of a building is a major goal when designing structures and systems protecting them against the effects of a fire. The article discusses the safety assessment for evacuation of users from a building exemplified by an analysis using computational fluid mechanics to reproduce the environmental conditions during a fire. It presents a way to evaluate the possibility of a safe evacuation of users from a facility by indicating the criteria for the assessment of conditions on the evacuation routes during emergency evacuation. In order to verify the criteria for assessing the evacuation safety, a three-dimensional model of the object under consideration has been prepared, for which a dedicated calculation solver of Fire Dynamic Simulator fluid mechanics has been used to recreate the fire conditions in the building. Prepared calculation model takes into account both the development of a fire on a given floor of the building and the simulation of the designed fire ventilation system in operation. In the paper the authors compare the assumptions used to create a calculation model and analyze their impact on the assessment of evacuation safety. Comparative analysis of the assumptions used to prepare the fire model allowed to draw conclusions particularly important for the people evaluating the evacuation safety on the basis of the analysis of the operation of fire ventilation systems using the computational fluids mechanics.

3

Obosnovanie bezopasnogo protivopožarnogo rasstoâniâ meždu fermentatorami dlâ proizvodstva biogaza

Pozdieiev S., Nizhnyk V. V., Ballo Y. V., Nuianzin A. M., Uhanskyy R. V., Kropyvnytskiy V. S.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 51, iss. 3

60--67

EN

Introduction: The introduction to this paper deals with the question of defining fire-prevention distances for constructions in a modern energy enterprise operating on alternative energy sources, which can also simultaneously produce gas, electricity and heat from agricultural waste. The purpose, object and subject of the research are defined, and the basic methods used during the scientific work are presented. The analysis of the process of biogas production technology, which includes the indication of the most dangerous technological structure in the biogas production complex also involves an analysis of the existing means of fire protection, including the main technological equipment. Methods: The first part of the article gives a general description of the object, its constructive elements and scenarios of the emergence of a hazardous situation, which can lead to a fire or explosion in the fermenters. The effect of the size of the hole through which the gas flows and burns on the diameter of the flame and its temperature, creating a hazard for adjacent structures, was investigated. The results of calculations of the excess pressure of the explosion of biogas in the fermenter, which can occur as a result of an emergency situation, are demonstrated. The integrity of the fermenter elements was determined in the conditions of an excess explosion pressure, and the effect of the excess explosion pressure on the calculation of safe distances was demonstrated. The main part of the article defines the type of deformation in the main structural elements of the most dangerous structure in the complex (complete or partial destruction or damage) and, to a reasonable extent, the consequences to which this destruction can lead. The effect of the size of the hole through which the gas flows and burns on the diameter of the flame and its temperature, which creates a hazard for adjacent structures, was investigated. Using the “FlowVision 2.5” software packages and “MathCaD” software suites, the schemes of impact of the main forces on the elements of the fermenter’s biogas plants and the graphical models of the development of combustion in the fermenter during a possible fire, including the initial stage of burning and the fire climax, are presented. Based on the results of calculations for the scenario of the most dangerous accident, the maximum possible values of the height and radius of the flame, the cross-sectional area of the flame and the flame temperature are determined. The algorithm for calculating the safe distances between fermenters for the production of biogas is given. A justification for the minimum fire distances between the fermenters for the safe operation of the biogas production is given. Results and conclusions: The final part contains the main results of the research, in particular, of the actual scientific and practical task of ensuring explosion safety in biogas production. Furthermore, the method of estimating the safe distances between the fermenters for biogas production is substantiated. Conclusions on the results of scientific work are presented and a list of literary sources used by the authors is indicated.

PL

Wprowadzenie: We wprowadzeniu do artykułu zawarto opis kwestii ustalenia przeciwpożarowych odstępów dla urządzeń współczesnego przedsiębiorstwa energetycznego, funkcjonującego na alternatywnych źródłach energii, a także jednocześnie produkującego gaz, elektryczność i ciepło drogą przetwarzania odpadów gospodarstwa rolnego. Określono cel, obiekt i przedmiot badań, a także przytoczono główne metody wykorzystane w czasie prowadzenia pracy naukowej. Przytoczono analizę procesu technologii produkcji biogazu, uwzględniającą ustalenie najbardziej niebezpiecznego technicznego urządzenia kompleksu do produkcji biogazu. Metody: W pierwszej części artykułu przytoczono ogólny opis obiektu, jego elementów konstrukcyjnych oraz scenariusze zaistnienia niebezpiecznej sytuacji, które mogą doprowadzić do pożaru lub wybuchu w komorze fermentacyjnej. Przytoczono rezultaty wyliczeń nadmiernego ciśnienia wybuchu biogazu w fermentatorze, które mogą pojawić się w rezultacie sytuacji awaryjnej. Określono całość elementów fermentatora pod działaniem nadmiernego ciśnienia wybuchu. Ustalono, że obliczeniowe nadmierne ciśnienie wybuchu nie wpływa na określenie bezpiecznych odstępów przeciwpożarowych między fermentatorami. W głównej części artykułu określono typ deformacji dla głównych elementów konstrukcji najbardziej niebezpiecznego urządzenia kompleksu (całkowite zniszczenie lub częściowe uszkodzenie). Zbadano wpływ rozmiaru otworu, przez który wypływa i płonie gaz, na średnicę pochodni i temperaturę płomienia, stwarzającego niebezpieczeństwo dla urządzeń sąsiednich. Przy pomocy kompleksów programowych „FlowVision 2.5” i „MathCaD” opracowano i przytoczono schematy wpływu sił mechanicznych na elementy konstrukcji fermentatora do produkcji biogazu, a także przytoczono graficzne modele rozwoju palenia się fermentatora w czasie możliwego pożaru, włączającego początkowy etap palenia się i kulminacyjny moment pożaru. Na podstawie rezultatów wyliczeń według scenariusza najniebezpieczniejszej awarii obliczono najbardziej prawdopodobną wartość pola przekroju pochodni i temperatury płomienia i przytoczono algorytm wyliczeń dla określenia bezpiecznych odległości miedzy fermentatorami. Uzasadniono minimalną wartość odstępów przeciwpożarowych między fermentatorami dla bezpiecznej eksploatacji kompleksu do produkcji biogazu. Wyniki i wnioski: W części końcowej przytoczono główne rezultaty badań, przede wszystkim rozwiązano aktualne naukowo-praktyczne zadanie zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego i wybuchowego dla produkcji biogazu, a także uzasadniono metodykę szacunkowej oceny bezpiecznego odstępu między fermentatorami do produkcji biogazu. Przytoczono wnioski z rezultatów pracy naukowej i listę wykorzystanych przez autorów źródeł literatury.

4

Modelowanie CFD wentylacji pożarowej w tunelu drogowym

Porowski R., Bańkowski P., Klapsa W., Starzomska M., Więckowski A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 52, iss. 4

140--166

PL

Cel: Celem pracy było wykonanie symulacji numerycznej rozwoju pożaru w tunelu drogowym za pomocą programu Fire Dynamics Simulator. Na tej podstawie została dokonana analiza wpływu mocy źródła pożaru na efektywność działania systemu wentylacji pożarowej. W pierwszej części artykułu przedstawiono zagadnienia związane z rozwojem pożaru. Skupiono się na aspektach teoretycznych parametrów, takich jak: rozchodzenie się dymu, rozwój pożaru, widzialność, szybkość wydzielania ciepła oraz temperatura maksymalna. Systemy wentylacji pożarowej, które są stosowane w tunelach drogowych zostały przedstawione na schematach, a także omówione zostały zasady ich działania. Kolejną część artykułu poświęcono przedstawieniu podstaw teoretycznych programu Fire Dynamics Simulator. Ostatnia część pracy zawiera opis przeprowadzonych badań oraz analizę i porównanie wyników. W części badawczej wykonano symulacje czterech scenariuszy, w zależności od mocy pożaru. Zebrane dane zostały poddane analizie. Sprawdzono, jak zachowuje się pożar w przestrzeni zamkniętej w zależności od mocy jego źródła. Dodatkowo przetestowano efektywność działania zastosowanego systemu wentylacji. Łącznie wykonano symulacje numeryczne z mocami pożaru: 202 MW, 157 MW, 119 MW oraz 67 MW. Metodologia: Artykuł został opracowany na podstawie przeglądu literatury i dostępnych w niej wyników prac naukowych dotyczących dynamiki zjawiska pożaru w tunelach drogowych, jak również badań numerycznych CFD w programie Fire Dynamics Simulator. Wnioski: Na podstawie wykonanych badań numerycznych przybliżono zjawiska, jakie zachodzą w trakcie pożaru w tunelu drogowym. Otrzymane dane można analizować i interpretować, wyciągając przy tym wnioski, które mogą zwiększyć bezpieczeństwo w tunelach. Jednym z najważniejszych aspektów, który ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ludzi podczas pożaru jest dobór odpowiedniego systemu wentylacji. Na rynku istnieje wiele rozwiązań systemowych, posiadających zarówno wady, jak i zalety. W badanych przypadkach wykorzystano wentylację wzdłużną wraz z dwoma wentylatorami wywiewnymi. Wentylacja wzdłużna wytwarzała przepływ powietrza o prędkości 2 m/s w całym przekroju tunelu. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że przepływ powietrza o prędkości 2 m/s ogranicza rozprzestrzenianie się ciepła na wysokości 1,8 m od poziomu podłoża tunelu, niezależnie od mocy pożarów przyjętych w badaniach. Najwcześniej temperatura zaczęła wzrastać dla pożaru o mocy 119 MW, a najpóźniej dla pożaru o mocy 67 MW. W dalszych częściach tunelu temperatura zmieniała się w wąskim zakresie i nie przekroczyła 22 ̊C. Temperatura nad źródłem dochodziła do wartości 700 ̊C, natomiast za centrum pożaru maksymalna temperatura wynosiła około 1200 ̊C.

EN

Aim: The purpose of this work was to perform numerical simulation of fire development in a road tunnel using the Fire Dynamics Simulator (FDS) programme. On this basis, an analysis of the impact of the fire source's power on the effectiveness of the fire ventilation system was performed. The first stage of the work presents issues related to fire development. The focus was on presenting the theoretical part of the parameters, such as smoke propagation, fire development, visibility, heat release rate and maximum temperature. The next stage of the article focuses on presenting the theoretical foundations about the Fire Dynamics Simulator program. The last stage of the work contains a description of the conducted research, as well as the analysis and comparison of results. In the research part, simulations of 4 scenarios were carried out, depending on the fire power. The collected data was analysed and conclusions were drawn. It was checked how a fire in a confined space behaves depending on the power of the source. In addition, the effectiveness of the ventilation system used was tested. Introduction: Numerical simulations are used to improve fire safety in road tunnels. Numerical calculations allow to assess the suitability of the fire protection systems used. One such programme is the Fire Dynamics Simulator, which was discussed at work. In addition, theoretical issues related to fire development were presented. Issues such as maximum temperature, visibility, the process of smoke propagation and the power of fire were raised. Fire ventilation systems that are used in road tunnels are presented in the diagrams, along with the principles of their operation discussed. In total, numerical simulations with fire performance were performed: 202 MW, 157 MW, 119 MW and 67 MW.Methodology: The article was compiled on the basis of the review of literature available in the publications of the results of scientific works on the dynamics of the fire phenomenon in road tunnels, as well as numerical CFD studies in the Fire Dynamics Simulator program. Conclusions: Based on the numerical tests carried out, the phenomena that occur during a fire in a road tunnel are approximated. The data received can be analysed and interpreted, and conclusions can be drawn to increase safety in tunnels. One of the most important aspects that has a direct impact on the safety of people during a fire is the selection of an appropriate ventilation system. There are many system solutions on the market that have both pros and cons. In the cases studied, longitudinal ventilation was used along with two exhaust fans. Longitudinal ventilation generated airflow at the velocity of 2 m / s in the entire tunnel cross-section. Based on the obtained results, it can be concluded that the airflow rate of 2 m / s limits the spread of heat at a height of 1.8 m from the ground level of the tunnel, regardless of the power of fires adopted in the tests. The earliest temperature increase occurred for a 119 MW fire, and at the latest for a fire of 67 MW. In the further parts of the tunnel, the temperature changed in a narrow range and did not exceed 22 ̊C. The temperature over the source reached 700 ̊C, while the centre of the fire reached the maximum temperature of 1200 ̊C.

5

Modelowanie komputerowe pożaru w halach wielkopowierzchniowych

Woźniczka P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

7--16

PL

Norma PN-EN 1991-1-2 dopuszcza dwojakie podejście do kwestii modelowania pożaru w pomieszczeniach budynku. W ujęciu tradycyjnym wartości temperatury gazów spalinowych oddziaływujących na elementy konstrukcji w warunkach pożaru wyznacza się za pomocą krzywych standardowych lub alternatywnie krzywych parametrycznych o ograniczonym zakresie stosowania (ważne dla stref pożarowych o powierzchni użytkowej jedynie do 400m2 i wysokości pomieszczeń do 4m). Podejście zaawansowane opiera się na modelowaniu numerycznym, z uwzględnieniem realistycznych scenariuszy pożaru. W zależności od właściwości i obciążenia ogniowego danego pomieszczenia analizowany pożar może pozostać pożarem lokalnym lub przekształcić się w pożar w pełni rozwinięty. Dla obu typów pożaru można zbudować dwa niezależne modele numeryczne: model jednoi dwustrefowy lub model pól, który oparty jest na założeniach obliczeniowej mechaniki płynów (CFD – computational fluid dynamics). W literaturze specjalistycznej brak jest jednak szczegółowych wytycznych dotyczących schematu postępowania przy tworzeniu modeli CFD. W artykule przedstawiono własną propozycję takiego toku postępowania, który uwzględnia model pożaru lokalnego oraz pozwala na ocenę możliwości pełnego rozgorzenia ognia. Ponadto wyspecyfikowano dane liczbowe służące do określenia mocy i powierzchni początkowego źródła ognia. Odniesiono się także do umownych kryteriów zapłonu stosowanych w przypadku modeli jedno- i dwustrefowego. Według proponowanego schematu postępowania opracowano przykład modelowania, który jest reprezentatywny dla hal wielkopowierzchniowych. W przykładzie posłużono się zaawansowanym programem numerycznym Fire Dynamics Simulator.

EN

Current european standard PN-EN 1991-1-2 presents two possible ways of modeling a fire in a building’s compartment. In a traditional approach temperatures of the exhaust gases affecting structural elements during fire could be calculated by using standard or alternatively parametric curves with a limited range of use. For example parametric curve is only valid for fire zones with an area up to 400m2 and height up to 4m. An advanced approach is based on numerical modeling and takes into account realistic fire scenarios. Depending on properties and fire load density of the compartment the analysed fire can remain as a localised fire or it can change into a fully developed fire. For both types of fire it is possible to create two different and independent numerical models: zone model and field model, based on computational fluid dynamics (CFD) theory. However professional literature do not give us any guidelines on how to prepare CFD model. This paper presents the proposal of a fire modeling scheme that takes into account theoretical basis of localised fires and that allows to estimate the possibility of a fire flashover. Values that could be used to set the proper area and total power of a fire are specified in the article. Moreover, the relationship between ignition criterions in CFD models and in zone models is discussed. Finally, the example of application of proposed fire modeling scheme for typical warehouse hall building is presented. Calculations are performed with Fire Dynamics Simulator software.

6

Wizualizacja pożaru w symulatorze do szkolenia i treningu wspomagającego dowodzenie podczas działań ratowniczych związanych z pożarami w budynkach wielokondygnacyjnych

Komorzycki M., Wysoczyński P., Tuśnio N.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2016

|

Nr 57 (1)

129--148

PL

W artykule przedstawiono opis wizualizacji dymu i płomieni w symulatorze do szkolenia i treningu wspomagającego dowodzenie podczas działań ratowniczych związanych z pożarami w budynkach wielokondygnacyjnych. Symulator taki od kilku lat jest na wyposażeniu Szkoły Głównej Służby Pożarniczej. Symulowany pożar miał miejsce w pomieszczeniu hotelowym. Przewidziano dwa przypadki konfiguracji otworów wentylacyjnych. W pierwszym z nich drzwi wyjściowe z pomieszczenia były zamknięte, w drugim – otwarte. Modelowanie podobnego pożaru przeprowadzono również w programie Fire Dynamics Simulator i dokonano porównania wartości parametrów pożarowych wyznaczonych przy pomocy tego programu z parametrami, które uzyskano w symulatorze wspomagania dowodzenia.

EN

The article presents description of smoke and fire visualization in simulator intended for training leadership during rescue operations of multi-storey buildings. The fire took place in a hotel room. There were prepared two cases according to configuration of ventilation. In the first case, the room exit doors were closed. In the second case, the same doors were opened. There was conducted modeling of similar fire in Fire Dynamics Simulator. Then the fire parameters appointed by FDS were compared and displayed by training leadership simulator.

7

Ile bezpieczeństwa pożarowego w wyrobach budowlanych?

Fangrat J.

Materiały Budowlane

|

2014

|

nr 10

36--39

PL

W artykule zaprezentowano podstawowe zagadnienia związane z rolą i znaczeniem materiałów/wyrobów budowlanych w strategii zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego budynków. Omówiono istotne elementy tej strategii ze szczególnym uwzględnieniem właściwości ogniowych wyrobów budowlanych i sposobu ich określania. W szczególny sposób podkreślono istotność problematyki spalania w zapewnieniu bezpieczeństwa pożarowego z wykorzystaniem modelowania pożaru.

EN

Basic aspects of the role and importance of building materials and products in the development of a strategy for ensuring fire safety in buildings are discussed. Key elements of such a strategy are presented including the fire properties of building materials/products and the procedure for their determination. Especially the importance of combustion research for fire modeling is underlined, because combustion is one of the fundamental processes in fire modeling.

8

Modelowanie spalania kabli metodą FDS

Brzozowski S., Radziszewska-Wolińska J.

Problemy Kolejnictwa

|

2013

|

Z. 159

59--77

PL

Przedstawiono symulacje rozprzestrzeniania się płomienia po kablach i ich wiązkach umiejscowionych pionowo. Modelowanie wykonano w zakresie prac w projekcie TRANSFEU, realizowanym w projekcie 7RP UE. Artykuł obejmuje porównanie wyników badań w skali rzeczywistej, przeprowadzonych na zgodność z EN 45545-2 z opracowanym modelem symulacji komputerowej z użyciem programu FDS służącym do modelowania rozwoju pożaru za pomocą numerycznej mechaniki płynów. Wykazano przydatność obliczeń numerycznych w analizie procesów spalania kabli elektrycznych.

EN

Presents simulations of the flame spread on cables and bundles located vertically. Modelling work done in the TRANSFEU Project realized within the 7FW EU. Article includes a comparison of the results of research carried out on a Real scale according to EN 45545-2 [2] with a computer simulation model developed using FDS software for modelling fire development by computational fluid dynamics. Demonstrated the usefulness of numerical analysis of combustion on electric cables.

9

Application of Fire Safety Engineering to Rolling Stock

Guillaume E., Camillo A., Sainrat A.

Problemy Kolejnictwa

|

2013

|

Z. 160

51--75

EN

The work presented in this document is related to the development, validation and limitations of a Fire Safety Engineering methodology in railways. It is issued from work performed during the European Research program TRANSFEU. As a first step of Fire Safety Engineering methodology, risk analysis has identified the most critical scenarios to be studied, considering actual exploitation conditions and rules in European railway network. The study of one such scenario has been performed to quantify fire safety performance level of a given train using advanced numerical tools and a multi-scale approach. This predictive method shows a good capability to reproduce properly fire growth, heat release rate, temperatures and carbon dioxide concentrations in a real-scale scenario. Nevertheless, this study highlights also a lack of prediction for carbon monoxide and other toxic species.

PL

W artykule omówiono zakres i wyniki finansowanego w ramach 7 Ramowego Programu UE (FP7-SST-2008-RTD-1 dla Transportu Powierzchniowego) projektu TRANSFEU (Transport Fire Safety Engineering in the European Union) "Inżynieria ochrony przeciwpożarowej w transporcie UE". W projekcie wykorzystano holistyczne podejście do bezpieczeństwa pożarowego taboru pasażerskiego. Po analizie ryzyka i wytypowaniu najbardziej krytycznych scenariuszy, przeprowadzono wiele badań, od skali laboratoryjnej do naturalnej, których wyniki na każdym etapie walidowano symulacjami numerycznymi. Uzyskano dużą przewidywalność rozwoju pożaru w skali naturalnej na podstawie symulacji FSE w zakresie szybkości wydzielania ciepła, temperatury i stężenia dwutlenku węgla. Natomiast dla emisji tlenku węgla oraz innych gazów toksycznych wystąpiły duże rozbieżności. Powyższe potwierdziło, że pożar w wagonie jest zjawiskiem bardzo skomplikowanym, na którego przebieg ma wpływ wiele czynników.

10

Zjawisko ciągu wstecznego – backdraft

Porowski R., Lesiak P., Rudy W., Strzyżewska M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 2

41--50

PL

Zjawisko ciągu wstecznego (ang. backdraft) jest zjawiskiem stosunkowo słabo poznanym i nadal badanym przez wiele ośrodków naukowych na świecie. Aby wystąpił backdraft, pożar musi mieć miejsce w pomieszczeniu słabo wentylowanym i być rozciągnięty w czasie. Zjawisko to zachodzi, gdy w powyższych warunkach pożar zużyje większość tlenu, przygaśnie i w pomieszczeniu zostanie utworzony otwór np. poprzez otwarcie drzwi czy wybicie okna. W otworze utworzą się dwa grawitacyjne strumienie o przeciwnych kierunkach ruchu. Pierwszy z nich – górny – to wypływający strumień gorących gazów pożarowych, drugi – dolny – to dopływający strumień świeżego powietrza. Gdy świeże powietrze dotrze do źródła zapłonu (najczęściej jest to początkowe miejsce pożaru), następuje zapłon i spalanie wytworzonej mieszaniny. Gwałtowność i długotrwałość procesu zależy od ilości wytworzonej mieszaniny w granicach palności i może jej towarzyszyć kula ognia. Pierwsza wzmianka o backdraft wraz z próbą wyjaśnienia zjawiska pojawiła się w 1914 r. Backdraft wyjaśniono jako „zapłon dymu lub sadzy”. Do lat 70. praktycznie nie było żadnych badań ukierunkowanych na wyjaśnienie tego zjawiska. Od lat 80. do chwili obecnej obserwowane jest wyraźne zainteresowanie badaniami eksperymentalnymi nad backdraft wraz z próbami określenia warunków granicznych do jego zaistnienia. Niewątpliwie przyczyniły się do tego pożary z backdraft, podczas których niestety zginęli strażacy. Badane są różne materiały palne: ciała stałe, ciecze i gazy. W zależności od badanego materiału minimalne warunki do backdraft zmieniają się od 2,5 do 10% udziału objętościowego paliwa w objętości. W ostatnim 15-leciu poza zainteresowaniem badaniami eksperymentalnymi obserwuje się wyraźny wzrost wykorzystania nowoczesnych narzędzi obliczeniowych do symulacji pożaru i backdraft. Ciągle doskonalone modele obliczeniowe wraz z coraz szybszymi komputerami są wstanie odtworzyć skutki backdraft na ekranie domowego komputera.

EN

Backdraft is not a very well known phenomenon and is still undergoing research by many science and research centres across the world. Backdraft takes place in poorly ventilated confinements and develops over an extended timescale. It occurs when the fire in a room has consumed most of the oxygen, partly burned itself out and a void is created within e.g. by opening a door or breaking a glass window. Two gravitational streams are created, each pulling in the opposite direction. The first, at the upper level, will consist of escaping hot gasses from the fire. The second, at lower level, will be incoming fresh air. When fresh air reaches the source of ignition (more often it is the starting point of the fire) the new mixture will ignite and burn. The ferocity and duration of the process depends on volume of the new mixture within the flammable range and it may be accompanied by a fireball. The first mention of backdraft, accompanied by an attempt to explain the phenomenon, appeared in 1914. Backdraft was explained as the “ignition of smoke and soot”. Until the 1970’s there was practically no research undertaken to explain this phenomenon. From the 1980’s until now one can see a clear interest in experimental research of backdraft, accompanied by tests to determine conditional parameters for it to occur. Undoubtedly, backdraft fires contributed to the deaths of fire fighters. Experimental studies were conducted on a range of flammable materials; solids, liquids and gasses. Depending on materials tested, minimal backdraft conditions vary from 2.5% to 10% of unburned fuel concentration by volume. During recent 15 years, apart from experimental research interest, one can detect a significant growth in the use of state of the art tools for backdraft fire simulation. Continuously improved sophisticated modelling programmes, accompanied by faster computers, are capable of reproducing consequences of backdraft on home computers.

11

Przegląd hybrydowych modeli pożaru

Gałaj J., Oleksy M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 4

79--92

PL

Cel: Celem niniejszego artykułu jest omówienie oraz ocena hybrydowych modeli pożaru, które zostały opracowane na świecie w ostatnich kilkudziesięciu latach. Wprowadzenie: Modelowanie pożarów przy użyciu komputera miało swój początek w latach 80-tych. Od tej pory aż do dzisiaj powstało kilkaset różnych modeli, poczynając od najprostszych integralnych poprzez strefowe do najbardziej złożonych polowych wykorzystujących technikę CFD (Computational Fluid Dynamics). Ze względu na bardzo długi czas obliczeń, jaki jest wymagany w przypadku modeli polowych (przy prostszych obiektach jest to średnio kilkadziesiąt godzin dla jednego scenariusza, przy bardziej złożonych nawet kilkaset), w końcu lat 90-tych zaczęto opracowywać koncepcję modeli, których dokładność byłaby znacznie większa niż modeli strefowych, natomiast czas obliczeń byłby istotnie krótszy. Takim przykładem mogą być hybrydowe modele pożaru. Metodologia: Artykuł zawiera podstawowe informacje na temat aktualnie dostępnych na świecie modeli hybrydowych. Omówiono w nim: model komórkowy Chowa wykorzystujący rozpowszechniony model strefowy CFAST, modele FASIT i FAS3D, które uwzględniają dodatkową warstwę mieszania, model wielowarstwowy Suzuki, w którym zastosowano podział pomieszczenia na n poziomych warstw o tej samej wysokości, model mieszany Hua wykorzystujący kombinację modeli strefowych i polowych. Biorąc pod uwagę ogólne wymagania, jakie powinny spełniać modele pożarów, w pracy zamieszczono ocenę poszczególnych modeli hybrydowych, a także próbę ich porównania ze sobą. Na końcu zamieszczono podsumowanie rozważań i kilka ogólnych wniosków z nich wynikających. Wnioski: Na podstawie przeprowadzonej oceny można stwierdzić, że obecnie istniejące modele hybrydowe nie są w stanie w pełni zastąpić modeli polowych opartych na technice CFD. Aby było to możliwe, należy jeszcze włożyć wiele pracy w ich rozwój, a w szczególności uwzględnić m.in. następujące zagadnienia: zmianę parametrów pożaru w każdej komórce, uniwersalny model gaszenia przy pomocy tryskaczy, dysz mgłowych lub prądownic, wpływ pożaru na konstrukcję budynku, możliwość wpływania użytkownika na dokładność otrzymanych wyników, a tym samym czas obliczeń, określenie bieżącego zapotrzebowania na tlen i wpływu jego stężenia na proces spalania oraz zastosowanie odpowiedniego modelu turbulencji.

EN

Purpose: The main purpose of this article is to describe and evaluate of hybrid fire models which have been developed all over the world in the last several decades. Introduction: Computer modeling of fires was introduced in the early eighties. Several hundred fire models have been created till now from the simplest integral to the most complex field one, using CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. Field models require very long time for single simulation (the simpler objects need often about several dozen hours for simple scenario and even hundred hours for more complex scenarios). That was the main reason for appearance of a new idea in modeling of fires. Several hybrid models have been carried out in the end of nineties and in the beginning of this century. Its accuracy was comparable with field models, but time needed for single fire scenario was significantly shorter. Methodology: This article contains basic information on hybrid models and includes their evaluation. One of the first models was a result of work made by Charters and McIntosh on Leeds University (England), which effected in FASIT program created for studying of fires in tunnels and FAS 3D being a three-dimensional version of the first one (fires in compartments). CFD modeling elements were used in this program and each gas layer was divided into the grid of control volumes. For the first time, the mixing zone was separated into upper and lower zone. Obtained model has both main features of the field and zone models, what enables to simulate the gas fire environment in compartments more precisely than with the typical zone model without the need of performing long and expensive calculations. In turn, Chow proposed a method of using the existing CFAST tool for larger compartments. He divided the analyzed volume into several smaller cells (he examined cases with 3, 9 and 15 cells), and then, for each one of them he used the same approach as for single compartment. In 2002, Suzuki et al. proposed a modified multilayer model. He divided single compartments into horizontal layers with equal heights and determined the same parameters for each one of them using the equations following from mass and energy conservation laws. Another approach to the hybrid model was proposed by Hua et al. They used a combination of field and zone models to simulate and analyze the fire smoke propagation in multistorey building. It was assumed that in compartments with more complex fire dynamics, that is, i.e. with a fire source, the calculation mechanism would be consistent with the field model, while in compartments where the hot and cold zones are determined more clearly (i.e. corridors, compartments located farther from the fire source), the zone model should be used. Conclusions: Article presents several characteristics which show time curves of under-ceiling layer thickness achieved for the proposed model and for the typical zone and field models. Last of the mentioned solutions seems to be very interesting, but even in compartments with simpler fire dynamics where the zone model was used, unpredictable processes can occur (i.e. unsteady flows, local whirls). They can result in considerable spatial differences of calculated parameters, such as: temperatures, pressures, gas concentrations, etc. Based on the evaluation and comparison of discussed hybrid models one can claim, that neither of them doesn’t meet all requirements. There is still a lot of work that should be done on these models to improve them by consideration of the following aspects: changes of fire parameters in every cell, turbulence model, application of universal model of extinguishing systems including sprinklers, mist heads and nozzles, affecting of fire on building construction, possibility for user to influence on the calculation accuracy, determining of actual oxygen consumption and influence of different factors on combustion and pyrolysis process.

12

Możliwości stosowania programów komputerowych w inżynierii bezpieczeństwa pożarowego

Fliszkiewicz M., Krauze A., Maciak T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 1

47-60

PL

W artykule przedstawiono ogólny zarys i problematykę związaną z wykorzystaniem programów komputerowych w zakresie analizy i prognozowania wybranych zagrożeń. Dokonano przeglądu oprogramowania i jego możliwości wykorzystania w świetle polskiego prawa. Szczególną uwagę skupiono na dwupoziomowej formule przepisów, która w przyszłości umożliwiać będzie projektowanie obiektów budowlanych w oparciu o metody obliczeniowe. Opisano obszary, w których obecnie wykorzystuje się programy komputerowe w celu oszacowania bezpieczeństwa. Ponadto, autorzy omawiają podstawowe wymagania, jakie powinny spełniać programy do modelowania wybranego zagrożenia. W artykule przedstawiono możliwości programów komputerowych z zakresu modelowania rozwoju pożaru, modelowania zachowania się konstrukcji w czasie pożaru oraz modelowania skutków awarii przemysłowych. Dla każdej z wymienionych dziedzin przygotowano przegląd oprogramowania wraz ze spisem podstawowych funkcji. Zaproponowano wymagania dotyczące formy wprowadzania danych wejściowych oraz formy prezentacji danych wyjściowych. Wszystkie informacje zaprezentowano w formie tabel porównujących możliwości wybranych programów.

EN

The article describes general outline and main problems connected with using computer programs for analysis and forecasting of selected threats. An overview of the software and its possibility to apply in the light of Polish law was presented. Particular attention is focused on the two-tier formula regulations, which in the future will allow to design buildings based on computational methods. The areas in which computer programs are used to assess safety are shown. In addition, the authors discuss the basic requirements to be met by the selected software. The article discusses the possibilities of software development in the field of fire modeling, modeling behavior of the structure during the fire, and modeling the effects of industrial accidents. For each of these areas overview of the software, together with a list of basic functions was prepared. Proposed requirements for input data entry form and presentation of the output were also discussed. All information is presented in the form of tables comparing the capabilities of selected programs.

13

Zastosowanie obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) do prognozowania rozprzestrzeniania dymu i transportu ciepła w obiektach budowlanych

Rudniak L., Sztarbała G., Krajewski G.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 4

66-67

PL

W prezentowanej pracy został omówiony problem dotyczący modelowania pożarów i rozprzestrzenia się dymu w obiektach przemysłowych i użyteczności publicznej. Modele opisujące proces spalania wykorzystują równania bilansu pędu, energii i masy. Do rozwiązania tych równań zastosowano program ANSYS FLUENT. Wyniki uzyskane z numerycznej symulacji pożaru są pomocne w ocenie prawidłowego działania urządzeń wentylacji pożarowej oraz bezpieczeństwa osób przebywających w strefie pożaru.

EN

The problem of modeling fire and smoke spread in industrial and public buildings is discussed in the paper. Models describing the combustion process are based on the momentum, energy and mass balance equations. To solve these equations the program ANSYS FLUENT was applied. The results obtained in fire numerical simulations can be helpful in evaluating the proper operation of ventilation equipment and fire safety of persons residing in a fire zone.