Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model matematyczny zmian stężenia wodoru w atmosferze. Rzeczywista sytuacja obliczeniowa dla obiektu z systemem wentylacji

Zielicz A., Drzymała T., Kieliszek S., Łukaszek-Chmielewska A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 49, iss. 1

66--74

PL

Cel: Celem artykułu jest analiza zmian stężenia wodoru w atmosferze w dużych pomieszczeniach lub obiektach, w których przewiduje się ciągłą niewielką emisję tego gazu. Analizę przeprowadzono w odniesieniu do obiektu z systemem wentylacji, w którym znaczna część powietrza wyciąganego jest zawracana do pomieszczenia, w celu zapewnienia odzysku ciepła. Świeże powietrze stanowi niewielką część powietrza nawiewanego. W hali nie występują źródła emisji substancji szkodliwych. Analiza dotyczy całej objętości pomieszczenia, a nie stref w pobliżu źródła emisji. Efektem końcowym jest określenie zmian stężenia wodoru w pomieszczeniu w funkcji czasu i odniesienie uzyskanych wyników do granic wybuchowości. W szczególności wyznaczono, po jakim czasie stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Metody: Artykuł napisano w oparciu o opracowany model obliczeniowy. W modelu uwzględniono: wydajność źródła emisji, wydajność wentylacji, objętość pomieszczenia, udział powietrza zawracanego w powietrzu nawiewanym. W celu uzyskania wzorów opisujących, jak zmienia się zawartość wodoru (lub innej wydzielanej substancji) w pomieszczeniu, wykorzystano równania różniczkowe. Równania te wyznaczają zależność między nieznaną funkcją a jej pochodnymi. Obecnie prowadzi się szereg badań nad kolejnymi schematami rozwiązywania równań różniczkowych, gdyż mają one wiele zastosowań praktycznych. Wyniki: Po opracowaniu modelu matematycznego dla analizowanego przypadku obliczeniowego sporządzono reprezentatywne wykresy. Otrzymane wykresy pozwalają prognozować zmiany stężenia wodoru w pomieszczeniu, w funkcji czasu oraz określić, kiedy stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Przedstawiona metodyka może być przydatna w ocenie zagrożenia wybuchem, a w wielu przypadkach może rozwiać wiele wątpliwości związanych z tym tematem. Model matematyczny może być stosowany bez ograniczeń w odniesieniu do substancji tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe; powietrze zawierające substancje szkodliwe nie powinno być zawracane. Wnioski: Na podstawie analizy danych obliczeniowych zarysowano wnioski dotyczące regulacji prawnych. Wskazana jest nowelizacja rozporządzenia w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. W oparciu o przedstawiony model, poparty obliczeniami dla rozpatrywanego przykładu, sformułowano wnioski końcowe. Zaproponowany model matematyczny stanowi przydatne narzędzie inżynierskie. Przy jego pomocy można określić dla pomieszczenia maksymalną ilość substancji palnej, której gęstość względem powietrza ≤ 1 oraz powiązać objętość krytyczną Hkr z wydajnością wentylacji. Model pozwala również określić czas, po którym zostanie przekroczona Hkr; ma to znaczenie w przypadku konieczności oszacowania czasu reakcji. Przedstawione ilustracje potwierdzają poprawność modelu.

EN

Objectives: The aim of this article is to analyse the change of concentration of hydrogen in the atmosphere of large closed spaces with a constant but small emission of hydrogen. The analysis has been conducted for a room equipped with a ventilation system where, in order to retain heat, a significant portion of the exhaust air is recycled and turned back into the room. Thus, fresh air makes up only a part of the air blown into the room. Moreover, it is assumed that there are no sources of harmful substances in the room. In our analysis, we consider the entire room and not only the spaces near the source of emission. Our investigation allowed us to describe how the concentration of hydrogen changes in time and to relate these results to the explosive limits. In particular, we were able to determine the time after which the hydrogen concentration would reach a critical level. Methods: A calculation model was developed for the purposes of this paper. This model takes into account the efficiency of the source of emission, the efficiency of the ventilation system, the volume of the room and the portion of the exhaust air which is recycled. In order to obtain formulas describing how the content of hydrogen (or other emitted substance) changes, differential equations were used in the room. These equations determine the relationship between an unknown function and its derivatives. Currently, a number of studies are being conducted to develop further models for solving differential equations, as they have many practical applications. Results: Once the mathematical model was developed, a set of representative diagrams has been plotted using data from a real-life situation. The graphs which we obtained make it possible to predict how hydrogen concentration changes as a function of time, and to determine when the concentration reaches a critical level. The methods presented here can be useful in assessing the explosion hazard, and in many cases could clarify many doubts related to this issue. The mathematical model is applicable without restrictions for substances that form explosive mixtures with air; air containing harmful substances should not be recycled. Conclusion: Based on the analysis of the obtained data, we drew conclusions regarding current legal regulations in Poland. We recommend that the existing regulation regarding the fire protection of buildings and other structures and areas. Based on the presented model, supported by calculations for the example under consideration, the final conclusions were formulated. The proposed mathematical model is a useful engineering tool and can be useful in determining the maximum amount of substance with air density ≤ 1 in room atmosphere and allows the critical volume Hkr to be linked to ventilation efficiency. The model can also be used to determine the time after which Hkr will be exceeded; this is important for the estimation of the response time. The presented figures confirm that the model is correct.

2

Analiza doboru średnic pionów w instalacjach wodociągowych przeciwpożarowych w budynkach wysokich w świetle obowiązujących przepisów

Drzymała T., Kieliszek S., Binio J.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2017

|

Vol. 46, iss. 2

114--123

PL

Cel: Celem artykułu jest analiza zasadności doboru średnic pionów w instalacjach wodociągowych przeciwpożarowych w budynkach wysokich w oparciu o obowiązujące przepisy. Szczególną uwagę poświęcono analizie własności przepływowych pionów, uwzględniając wymiary i rozwiązania materiałowe. Wprowadzenie: Artykuł przedstawia kwestię wymagań oraz doboru średnic pionów w instalacji wodociągowej przeciwpożarowej w budynkach wysokich. Obowiązujące przepisy obligują do stosowania w instalacji pionów o określonych średnicach, traktowanych jako minimalne. W celu przedstawienia, czy wymagane w przepisach wartości średnic nominalnych pionów (DN) są uzasadnione ich własnościami przepływowymi, oraz czy zastosowanie pionów o mniejszych średnicach spowoduje istotne zwiększenie strat ciśnienia, wykonano obliczenia spadków ciśnienia w przewodach wodociągowych. Na podstawie przeprowadzonej analizy sformułowano wnioski oraz uzasadniono propozycję zmian w przepisach dotyczących minimalnych średnic pionów w budynkach wysokich. Metody: Artykuł opracowano w oparciu o obliczenia spadków ciśnienia w przewodach wodociągowych. Porównano wyniki obliczeń dla różnych średnic pionów wykonanych z rur stalowych ocynkowanych i z rur gładkich (miedzianych). Obliczenia przeprowadzono dwoma metodami: z wykorzystaniem wzoru Darcy-Weisbacha oraz wzoru Hazena-Williamsa. Wyniki: Porównanie strat ciśnienia obliczonych dla pionów DN 65 i DN 80 prowadzi do wniosku, że otrzymane różnice przy wymaganych przepływach są pomijalne. Wyniki otrzymane przy zastosowaniu obu metod obliczeniowych potwierdzają tę tezę. Wnioski: Obliczenia potwierdzają, że w budynkach wysokich, zamiast pionów DN 80 z powodzeniem mogą być stosowane średnice DN 65. Różnica strat ciśnienia na długości 100 m, przy przepływie 5 dm3/s, wynosi ok. 0,3 bar. Stosowanie średnicy DN 80 niepotrzebnie powoduje zwiększenie kosztów materiałowych, ciężaru instalacji i kosztów jej wykonania. W odniesieniu do niektórych budynków, np. mieszkalnych, należy rozważyć obniżenie wymagań w zakresie wydajności instalacji (jak dla instalacji wyposażonych w hydranty Ø33). Pozwoliłoby to na stosowanie w tych budynkach pionów DN 50, bez zmniejszania poziomu bezpieczeństwa. Wprowadzenie proponowanych zmian wymaga nowelizacji przepisów, w szczególności Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 07 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. z 2010 r., nr 109, poz. 719) w części dotyczącej instalacji wodociągowych w budynkach wysokich.

EN

Aim: This article is aimed at analysing the validity of the selection of diameters for risers in the water-supply systems of high-rise buildings, on the basis of the regulations in force. Central focus was placed on the analysis of the throughput characteristics, accounting for their dimensions and materialrelated solutions. Introduction: The article addresses the problems of requirements and the selection of diameters for risers in the water-supply systems of high-rise buildings. The regulations impose the use of risers with specific diameters, considered to meet the minimum requirements. In order to elaborate on whether the nominal diameters (DN) can be justified by their throughput properties and whether the use of smaller-diameter risers will contribute to substantial pressure losses, pressure drops in water-supply pipes were calculated. On the basis of the analysis, conclusions were formulated and grounds were presented for the amendment of regulations governing minimum riser diameters in high-rise buildings. Methodology: The article was prepared on the basis of the calculations of pressure drops in water-supply conduits. The results of the calculations were compared for various diameters of risers made of galvanised steel pipes and smooth (copper) pipes. Two calculating methods were applied: utilising (1) the Darcy-Weisbach equation and (2) the Hazen-Williams equation. Results: A conclusion to be derived from the comparison between the pressure losses calculated for the DN 65 and DN 80 risers is that differences in the prescribed throughput values, if any, are negligible. This thesis seems to be confirmed by the results obtained in both calculation methods. Conclusions: The calculations corroborated the thesis that the DN 80 risers in high-rise buildings can effectively be replaced by risers utilising DN 65 diameters. At a flow of 5 dm3/s, the difference between pressure losses along a 100 m section is approx. 0.3 bar. The DN 80 diameter unnecessarily increases the costs of materials and manufacturing and the burden of installation. It is advisable in respect of certain (e.g. residential) buildings that the installation-efficiency requirements be relaxed (this also applies to systems fitted with Ø33 hydrants). This would allow the use of DN 50 risers in these buildings, without compromising the safety level. In order to be introduced, the proposed changes would require the amending of the regulations in force, in particular, the Regulation of the Minister of the Interior and Administration on the fire protection of buildings, other civil structures and areas (Journal of Laws No. 109, item 719) in the part relating to water-supply systems in high-rise buildings.

3

Wybrane problemy zasilania w wodę instalacji wodociągowych przeciwpożarowych w wysokich budynkach mieszkalnych

Kieliszek S., Drzymała T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2016

|

Vol. 43, nr 3

195--198

PL

Cel: Celem artykułu jest przedstawienie ważnych problemów związanych z zasilaniem w wodę instalacji wodociągowych przeciwpożarowych w wysokich budynkach mieszkalnych. Szczególną uwagę zwrócono na kwestię dostosowania instalacji w budynkach istniejących do wymagań zawartych w obowiązujących przepisach oraz na występujące w tych przepisach rozbieżności. Metody: Artykuł opracowano w oparciu o porównanie wymagań dotyczących instalacji wodociągowej w wysokich budynkach mieszkalnych zawartych w przepisach i polskich normach. Porównania dokonano na tle zmian w ujęciu historycznym. Wykorzystano informacje statystyczne na temat zużycia wody do gaszenia pożarów w omawianych budynkach. Wyniki: W celu zapewnienia w wysokich budynkach mieszkalnych możliwości prowadzenia skutecznych działań gaśniczych przez straż pożarną wyposaża się je w nawodnioną instalację wodociągową przeciwpożarową z zaworami hydrantowymi 52. Obowiązujące przepisy zwierają wysokie wymagania w zakresie wydajności tej instalacji i sposobu jej zasilania. Jednak z danych statystycznych wynika, że zużycie wody do gaszenia pożarów w budynkach mieszkalnych jest niewielkie. Niejednokrotnie zaś dostosowanie istniejących instalacji do wymagań zawartych w przepisach nie jest możliwe. Co więcej, zdaniem autorów, niektóre zapisy zawarte w przepisach wzajemnie się wykluczają. Wnioski: Analiza danych statystycznych wykazała potrzebę weryfikacji wysokich wymagań odnośnie wydajności instalacji wodociągowych w wysokich budynkach mieszkalnych. Nawet przy utrzymaniu obowiązujących wymagań odnośnie wydajności instalacji, stosowanie pionów o średnicy co najmniej DN 80 nie znajduje uzasadnienia oraz powoduje zwiększenie kosztów inwestycji. Zapisy zawarte w Rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. z 2010 r., nr 109, poz. 719) jednoznacznie wskazują przypadki, w których konieczne jest zasilanie instalacji z dwóch źródeł, z których jednym jest sieć wodociągowa, a drugim pompy straży pożarnej. Rozwiązanie to jest właściwe przy zasilaniu z sieci przez zbiornik otwarty. Należy je jednak uznać za nieprawidłowe przy bezpośrednim zasilaniu z sieci. Wskazana jest nowelizacja przywołanego powyżej rozporządzenia w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów, w części dotyczącej instalacji wodociągowych w wysokich budynkach mieszkalnych, w szczególności w celu ujednolicenia zawartych w nim zapisów z wymaganiami polskich norm.

EN

Objectives: The objective of this paper is to present important problems related to supplying water to firefighting systems in high residential buildings. The article specially focuses on the adjustment of water supply systems in the existing high residential building to the requirements provided by the applicable regulations, as well as discrepancies contained in these regulations. Methods: This paper has been developed based on the comparison of the requirements for firefighting water supply systems in high residential buildings included in legal acts and Polish standards. The comparison was made with regard to the changes in the regulations from a historical perspective. Statistical information on water consumption for firefighting purposes in these buildings was used. Results: Equipping high residential buildings in a firefighting water supply system with a hydrant valve 52 is to ensure effective firefighting by the fire brigade. The applicable regulations include strict requirements with regard to system capacity and method of supply. Statistical data on water consumption for firefighting purposes in residential buildings shows that the consumption is insignificant. Adjustment of the system to the requirements contained in the regulations is often impossible. It seems that some of the provisions in the regulations are mutually exclusive. Conclusion: Statistical data on water consumption for firefighting purposes in high residential buildings indicates insignificant water consumption. It can be concluded from the above that the analysis of strict requirements on the capacity of the water supply system is recommended. Even while maintaining the existing requirements with regard to the capacity, it is not justified to use risers with a diameter of at least DN 80; it the costs of the investment to rise. The provisions contained in The Regulation of 7 June 2010 of the Minister of Internal Affairs and Administration on fire protection of buildings, other building faciliteis and sites (Polish Journal of Laws, Dz. U. z 2010 r., nr 109, poz. 719) univocally indicate cases where it is necessary to supply water to the system from two sources, one from the water supply network and the second from the fire brigade pumps. Such a solution is correct when the system is supplied in water from an open tank; however it must be regarded as irregular when water is supplied directly from the network. It is recommended to amend the regulation mentioned above on fire protection of buildings, other building faciliteis and sites, in the section related to water supply systems in high residential buildings, especially in order to unify the contained requirements with the ones provided by the Polish standards.

4

Analiza wymagań dla instalacji wodociągowych przeciwpożarowych w wysokich budynkach mieszkalnych

Drzymała T., Kieliszek S., Szutkowski M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2016

|

Vol. 43, nr 3

275--284

PL

Cel: Celem artykułu jest przedstawienie wymagań dla instalacji wodociągowych przeciwpożarowych, ze szczególnym uwzględnieniem wysokich budynków mieszkalnych oraz wyposażenia tego typu budynków w instalacje przeciwpożarowe, zgodnie z regulacjami zawartymi w aktach prawnych i normach. Wymagania porównano z rzeczywistym zużyciem wody do gaszenia pożarów w tych budynkach na przykładzie m. st. Warszawy. Wskazano problemy związane ze spełnieniem wymagań zawartych w aktach prawnych i normach. Metody: Artykuł opracowano w oparciu o porównanie wymagań dla instalacji wodociągowych przeciwpożarowych w wysokich budynkach mieszkalnych zawartych w przepisach i polskich normach. Porównania dokonano na tle zmian przepisów w ujęciu historycznym. Analizę rzeczywistego zużycia wody do gaszenia pożarów w budynkach mieszkalnych dla m. st. Warszawy przeprowadzono w oparciu o dane statystyczne zawarte w programie „Ewid”, który stanowi wyposażenie każdej jednostki ratowniczo-gaśniczej w Polsce. Wyniki: Na podstawie danych statystycznych można stwierdzić, że wysokość budynku w sposób znaczący wpływa na ilość wody potrzebnej do ugaszenia pożaru. Z danych statystycznych wynika, że na przestrzeni analizowanych lat w budynkach wysokościowych nie odnotowano pożarów dużych i średnich, a w budynkach wysokich wystąpił tylko jeden taki pożar, do którego ugaszenia wystarczyło 0,5 m3 wody. Średnie i duże pożary w zdecydowanej większości występują w budynkach niskich, tzn. o wysokości do 12 m, rzadziej w średniowysokich tzn. o wysokości do 25 m. Ponadto można zauważyć ciekawą zależność, że wraz ze wzrostem wysokości budynku, średnia ilość wody potrzebna do ugaszenia pożaru maleje. Z powyższego wynika, że wskazana jest szczegółowa analiza wysokich wymagań odnośnie wydajności instalacji w wysokich budynkach mieszkalnych. Wnioski: Z analizy danych statystycznych wynika, że wraz ze wzrostem wysokości budynku maleje ilość wody potrzebna do ugaszenia pożaru. Główną przyczyną takiej zależności jest wzrost klasy odporności pożarowej budynku wraz ze wzrostem jego wysokości. Skutkuje to wyeliminowaniem materiałów palnych i zwiększeniem wymagań w zakresie klasy odporności pożarowej. Reasumując, obecnie obowiązujące wymagania zawarte w przepisach dotyczących przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę zapewniają możliwość prowadzenia w budynkach mieszkalnych skutecznych działań ratowniczych. Są one jednak nie do końca dopracowane i należałoby je dostosować do panujących realiów. Wskazana jest nowelizacja rozporządzenia w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów, w części dotyczącej instalacji wodociągowych w wysokich budynkach mieszkalnych.

EN

Aim: The objective of this paper is to present the requirements of firefighting water supply systems with special focus on high residential buildings and firefighting equipment in such buildings, according to regulations in legal acts and standards. The requirements were compared with real water consumption for firefighting purposes in the buildings based on a Warsaw City case study. The problems associated with fulfilling the requirements contained in legal acts and standards have been indicated. Methods: The paper was developed based on the comparison of requirements for firefighting water supply systems in high residential buildings contained in legal acts and Polish standards. The comparison was made with regards to changes in regulations from the historical perspective. An analysis of actual water consumption for firefighting purposes in residential buildings for Warsaw City was made based on statistical data available from “Ewid” software, a standard resource for every rescue/firefighting brigade in Poland. Results: Based on the statistical data it can be concluded that the height of buildings significantly influences the amount of water consumed for firefighting purposes. It results from the statistical data that no large or medium-sized fires in high buildings were recorded in the analysed years, while in high buildings only one such fire occurred that required only approx. 0.5 m3 of water. Medium-sized and large fires in most cases occurred in small buildings, i.e. at a height below 12 m, more rarely in medium-high buildings i.e. at a height of up to 25 m. Furthermore, an interesting relationship was noted - the higher the building the less amount of water was required to distinguish the fire. It follows from this that a detailed analysis of the strict requirements for the water capacity of installations in high residential buildings is recommended. Conclusions: The analysis of the statistical data showed that with increasing building height of the amount of water required for fire extinguishing decreased. A major reason for such a correlation was the increase in fire resistance class of buildings with increasing height. It reflects the exclusion of flammable materials and an increase in requirements in terms of fire resistance class. Summarising, the current requirements contained in the regulations for firefighting water supply provide the possibility of carrying out effective activities in residential buildings. However, they are not refined, and they should be adjusted to the reality. It is recommended that the regulation on the fire protection of buildings, and other buildings objects and sites be amended in the part related to water supplies in high residential buildings.

5

Badanie wpływu zawirowania strumienia centralnego wybranej dyszy na parametry strumienia rozpylonego

Gałaj J., Kieliszek S., Drzymała T.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2007

|

Nr 35

5--17

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dyszy strumieniowej, w których wykorzystano zjawisko rozpylania wody wskutek zderzania się czterech strumieni bocznych oraz zawirowanego strumienia centralnego. Zawirowanie strumienia uzyskano dzięki zastosowaniu specjalnych wkładek zawirowujących o różnych kątach zawirowania. Głównym celem przeprowadzonych eksperymentów było przeanalizowanie wpływu stopnia zawirowania strumienia centralnego na niektóre własności strumienia rozpylonego, istotne z punktu widzenia efektywności gaszenia, takie jak rozkłady intensywności zraszania oraz średnich średnic objętościowych kropel wzdłuż promienia. Podczas badań uwzględniono również wpływ ciśnienia zasilania dyszy. Na podstawie dokonanej analizy sformułowano wnioski dla dysz z nie zawirowanym i zawirowanym strumieniem centralnym, uwzględniając przy tym kąt jego zawirowania.

EN

Some properties of the spray, which are significant for mist extinguishing systems were analysed in the paper. The nozzle with colliding four side and whirled central streams was tested at different values of supply pressure. The conclusions concerning the influence of whirl degree on sprinkling intensity, medium diameter of droplets and spraying angle were formulated.

6

Badanie wpływu zawirowania strumienia centralnego wybranej dyszy na parametry strumienia rozpylonego

Denczew S., Gałaj J., Kieliszek S., Drzymała T.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2006

|

Nr 5

19-22

EN

Use of spraying nozzles in fire prevention. Construction scheme of an examined nozzle. Diagram showing the dependence of spraying intensity on the distance from the nozzle's axis for different supply pressure. Analysis of the average drops" volume diameters distribution.