Stationsrenovaties Metro OostLijn - Aanvullende CFD-berekeningen

Transcriptie

1 Klant: GROUP A, Pelgrimsstraat 3, 3029 BH Rotterdam Tel Consultant: Fire Engineered Solutions BVBA Oudenaardsesteenweg 32 G 9000 Gent Tel : 09/ Stationsrenovaties Metro OostLijn - Aanvullende CFD-berekeningen Technisch Rapport PROJECT AUTEUR CONTROLE OOSTLIJN AMSTERDAM GROUP A X. DECKERS, A. AHMAD PROF. B. MERCI DATUM/VERSIE VERSIE 01 FES - PROJECTNUMMER DEEL 1 FESG Oudenaardsesteenweg 32 G mail: admin@fesg.be 9000 Gent Tel: 09/ België BTW: BE

2 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 2/66 INHOUD INHOUD Inleiding Centraal station Station Weesperplein Station Wibautstraat Algemene conclusie References Bijlage 1 RWA Schakelmatrix Bijlage 2 Resultaten: Centraal station - M2 - brand uiteinde Bijlage 3 Resultaten: station Weesperplein - M2 - brand midden Bijlage 4 Resultaten: station Wibautstraat - M2 - brand uiteinde... 55

3 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 3/66 1. INLEIDING 1.1 Aanvraag onderzoek Fire Engineered Solutions Gent bvba (verder FESG) werd gecontacteerd door GROUP A om de invloed te bekijken van de voorgestelde architectuur-wijzigingen op de performantie van het bestaande RWA-systeem in 3 metrostations. Binnen het project Stationsrenovatie Metro Oostlijn, waarvan de uitvoering gepland staat in de periode , worden een aantal ingrepen gedaan dewelke een impact zouden kunnen hebben op de resultaten van de CFD-berekeningen die in opdracht van het project Vluchtwegmaatregelen zijn gemaakt. Fire Engineered Solutions Ghent is een studiebureau brandveiligheid gespecialiseerd in performantiegerichte brandveiligheidsoplossingen. FESG is opgericht als spin-off van de Universiteit Gent binnen de vakgroep van Prof. Dr. ir. Bart Merci. Voor deze expertisestudie zullen Professor Merci en FESG samenwerken. Het doel van de studie is een onderbouwde uitspraak te kunnen maken over de impact van de wijzigingen op de werking van het RWA-systeem in het ondergronds metrostation in de Oostlijn. Als referentie wordt verwezen naar de rapporten [1], [2], [3]. 1.2 Probleembeschrijving GROUPA heeft volgende architectuur-wijzigingen voorgesteld naar aanleiding van de nieuwe renovatie van de Oostlijn: 1. Grotere vides tussen perron en verdeelhal op Station Wibautstraat 2. De vluchttrap op station Weesperplein wordt vervangen door een trap die regulier in gebruik is en niet is gecompartimenteerd d.m.v. een pui. 3. Afsluiten van entree Roeterstraat en vergroten van entreegebouw Valckenierstraat op station Weesperplein. 4. Grotere vides tussen perron en verdeelhal op station CS 1.3 Referentie rapportages Voor deze studie worden volgende rapportages, dewelke werden voorgelegd en goedgekeurd door de Dienst Metro Amsterdam, gebruikt als referentie (waar vermeld). Naam rapport Versie Datum CFD-analyse van het RWA-systeem voor Centraal metrostation /03/2014 CFD-analyse van het RWA-systeem voor Nieuwmarkt metrostation /03/2014 CFD-analyse van het RWA-systeem voor Weesperplein metrostation /03/2014 Metrostation Centraal sensitiviteitsstudie /03/2014 Metrostation Nieuwmarkt sensitiviteitsstudie /03/2014 Metrostation Weesperplein sensitiviteitsstudie /03/2014 Optimalisatie-studie RWA-systeem Oostlijn metro Amsterdam /03/2014

4 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 4/ Performantiecriteria Aangezien FESG enkel het gedeelte bekijkt van de ASET (Available Safe Egress Time), of de tijd die voorhanden is vooraleer er onhoudbare condities optreden, zijn ook de performantiecriteria overgenomen uit het BOM-rapport. De performantiecriteria voor de personenveiligheid uit de gecombineerde ASET-RSET analyse werden als volgt gedefinieerd: gedurende de volledige evacuatie dienen volgende toetscriteria voor leefbare omstandigheden zoals vastgesteld door BOM, te worden gerespecteerd [4] & [5]: Wamtestralingsniveau < 2,0 kw/m 2 Temperatuur < 50 ºC Zichtlengte naar lichtreflecterende voorwerpen > 10m Deze performantiecriteria dienen te worden gecontroleerd op een hoogte van 2.1 m boven de vloer. Toxiciteitscondities worden niet expliciet bekeken, aangezien verondersteld wordt dat de bovenstaande criteria zullen worden overschreden vooraleer de toxische concentraties of dosissen worden bekomen. Bovendien kan dit enkel bekeken worden in een gecombineerde ASET-RSET berekening. 1.5 Basisaannames De volgende parameters worden als referentie/basis aangenomen voor de studies: De brandhaard zal worden beschouwd in de metro type M2 (oude) met een maximale brandvermogencurve tot 20 MW, zoals gedefinieerd door de BOM [4]. De studie zal worden uitgevoerd zonder rekening te houden met windinvloed, niet omdat wind geen effect kan hebben maar omdat er in de oorspronkelijke referentiestudie uit 2007 geen rekening mee werd gehouden (contractueel). Het nemen van de juiste randvoorwaarden heeft een grote invloed op de performantie van het RWA-systeem. FESG neemt de randvoorwaarden bij elk station zoals in [6] bepaald. Voor het vergelijken van de effecten van de voorgestelde wijzigingen in de huidige configuratie voor CS & WPP, worden de resultaten van [1] en [3], respectievelijk gebruikt als referentie. Het RWA-systeem zal gebaseerd zijn op de voorgestelde Schakelmatrix (FESG) [1] [3].

5 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 5/66 2. Centraal station 2.1 Waarom? Om esthetische en praktische overwegingen wordt de trap aan de oostzijde, die momenteel in gebruik is en rechtstreeks toegang biedt tot het stationsplein, verwijderd (inclusief bordessen en balustrades). Deze toegang wordt afgesloten. Hiermee verandert de bestaande, vrij kleine, vide die deels met glas is afgezet, in één grotere open vide. Aan de andere zijde van de hal (westzijde) is een trap aanwezig van perron naar verdeelhal. In verband met de doorloop op perronniveau tussen Oostlijn en Noord-Zuidlijn is het gewenst deze trap te verwijderen (voor reizigers blijft een trap aanwezig aan de andere zijde van de verdeelhal). Hierdoor ontstaat ook op deze plek een vide. Door het vergroten van de oppervlakte van de openingen tussen noord-hal en het perron, is er een kans dat de rook van het platform naar de noordhal verspreidt. Hoewel het totale volumedebiet komende vanuit de noordhal gelijk blijft aan de bestaande situatie, zal de snelheid afnemen (als gevolg van het groter oppervlak) en dient het vermijden van de rookverspreiding naar de bovenste zaal te worden bekeken. 2.2 Wat werd bestudeerd? Om de resultaten op een zinvolle wijze te kunnen vergelijken worden de wijzigingen doorgevoerd in het bestaande CFD-model voor het Centraal station. 1. Onderstaande figuur toont de trap configuratie van de Noord-hal. 2. Zoals aangegeven in de nieuwe plannen, wordt trap nummer 4, die directe toegang tot het maaiveld voorziet, verwijderd. Dus de opening op het maaiveld is niet langer beschikbaar. 3. In aanvulling daaraan wordt, door verwijdering van de trap, een grote vide voorzien in plaats van de trap aan de oostzijde. 4. Ook de trappen aan de andere kant van de belangrijkste roltrappen die het platform aansluiten op de gang worden verwijderd, waardoor een grotere vide wordt voorzien aan de westzijde. Figuur 1: voorstelling tussenhal (Noord) Centraal station

6 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 6/66 Bestaande situatie Nieuwe situatie CFD model Westzijde Oostzijde Figuur 2: Noordhal De vide tussen de noord-hal en het platform wordt vergroot in de nieuwe situatie vooral aan de oostzijde zoals blijkt uit de bovenstaande vergelijking (groen = verwijderde trap; geel= lift, wit is vide).

7 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 7/66 Figuur 3: Station Centraal Volgende parameters 1 worden beschouwd voor deze CFD-studie: Metro trein: o Voor deze studie werd het type - M2 (oud) gebruikt gezien de hogere brandlast. Maximaal vermogen 20 MW wordt bereikt in 670 seconden, dit komt overeen met een groeicurve van 44.4 W/s 2. RWA-systeem: o Het platform is onderverdeeld in 5 rookvakken met behulp van 5 rookschermen. o De extractie wordt uitgevoerd vanaf 4 extractiepunten, elk afzuigpunt zorgt voor een extractiedebiet van 20 m 3 / s. o Extractiepunt in het zuiden van het perron heeft een extractiedebiet van 10 m 3 /s. o Daarnaast is er 40 m 3 /s extractie in de sectie tunnel tussen Centraal en station Nieuwmarkt. Brandscenario: o Brandlocatie 1- uiteinde platform. o Alle extractie wordt geactiveerd tot 100% na rookdetectie (60 seconden). o Alle 5 rookschermen zijn gedaald tot 2,2 m boven de vloer op 150 seconden. Randvoorwaarden: o De oostlijn bevat 5 ondergrondse stations en 5 tunnelsecties met een variabele dwarsdoorsnede die invloed heeft op de stroming en de RWA-systeem. o Dus is het belangrijk om de juiste randvoorwaarden aan het einde van het perron. o FESG heeft een 1D studie, rekening houdend met alle openingen en parameters uitgevoerd. Op basis hiervan werden correct stromingscondities aan de grenzen van het perron geïmplementeerd. o De noordkant van het perron wordt als gesloten beschouwd om rookverspreiding naar de noordlijn te vermijden. Ook de doorgang voor voetgangers op perron niveau naar het noordlijn wordt beschouwd als gesloten. 1 Voor meer informatie, zoals inputwaarden en andere karakteristieken van het metrostel, wordt verwezen naar [1]

8 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 8/66 Dit betekent dat de sluiting van deze passage tussen oostlijn en noordlijn, zowel op spoorniveau als op platform-niveau, dient te worden gerealiseerd op het moment dat het ventilatiesysteem geactiveerd wordt. Zuid-trappen op perron & zuid-hal: o Er worden geen geometrieveranderingen beschouwd voor de trap aan de zuidkant van het perron en de zuid-hal in deze studie gezien ze vergelijkbaar zijn met de gekozen referentie-case. o Indien de geometrie van de trap of zuid hal wordt veranderd, zal de stroming die hier wordt beschouwd, beïnvloed worden. Wind invloed: o Het Centraal station heeft 9 ingangen (4 aan noord-hal en 5 aan zuid-hal) van maaiveld naar niveau -1. Afhankelijk van de windrichting, kan de gecreëerde hoofdstroming op niveau -1 een effect hebben op het RWA-systeem, maar voor deze studie wordt dit effect niet beschouwd. 2.3 Resultaat De vergelijking van de rookverspreiding in de hal niveau noordzijde wordt hieronder aangetoond. Uit de resultaten van deze studie wordt geobserveerd dat: Als gevolg van het verwijderen van de trap van platform naar de noord-hal aan de westzijde, worden inzake rookverspreiding volgende zaken waargenomen: o Rookverspreiding vindt plaats op hetzelfde moment: na 520 seconden. o Er is meer rookverspreiding Analyse: o Door de grotere opening is in de nieuwe situatie de snelheid lager en dus minder weerstand tegen de rookverspreiding. o Ter hoogte van de noordhal is de rookverspreiding veel sneller in de nieuwe situatie en binnen 1 minuut is de trap en de noord-hal gevuld met rook. o Na 720 seconden is de trap aan de oostzijde van de noord-hal rookvrij, terwijl voor de nieuwe situatie de noord-hal compleet gevuld is met rook. o Gedetailleerde resultaten zijn weergegeven in bijlage 2.

9 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 9/66 Bestaande situatie Rookverspreiding Nieuwe situatie 520s 560s 600s 720s Figuur 4: Rookverspreiding naar noordhal

10 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 10/66 Deze resultaten zijn voor brandlocatie 1 met een M2-metrostel op het perron aan de westzijde. In het geval van een brandend metrostel gelegen aan de andere perron (oostzijde) zal de rook verspreiding iets sneller optreden aangezien het zich dichter bevind bij de grotere opening. 2.4 Conclusie: Door middel van de studie kunnen 2 duidelijke conclusies worden getrokken: 1. Met soortgelijke randvoorwaarden als in het rapport [1], zal de rookverspreiding in de nieuwe configuratie op ongeveer het zelfde moment worden waargenomen in de noordhal. Wel zal de rook in de noordhal een stuk sneller verspreiden dan in de bestaande configuratie. 2. Op het perron niveau zelf, zijn de zichtbaarheid en de temperatuur omstandigheden vergelijkbaar voor beide situaties. 2.5 Aanbeveling: In functie van de verwachtingen naar rookverspreiding, kunnen volgende aanbevelingen worden bekeken om de situatie te verbeteren: No. Factor Effect 1. Toevoeging van glaspaneel Glazen panelen kunnen worden toegevoegd rond de vide die helpen om het gebied van de opening en derhalve de snelheid te verhogen ter hoogte van de trap die leidt tot rookvrije toegang in de noordhal.

11 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 11/66 3. Station Weesperplein 3.1 Waarom? Voor station Weesperplein, worden 2 wijzigingen voorgesteld door Group A. 1. Ten eerste het vervangen van de vluchttrap door een trap die regulier in gebruik is en niet is gecompartimenteerd d.m.v. een pui. a. Historiek: in de vide tussen perron en verdeelhal die oorspronkelijk op station Weesperplein aanwezig was, is in het kader van het project Vluchtwegmaatregelen een vluchttrap geplaatst. Omdat een als vluchttrap aangeduide trap volgens regelgeving gecompartimenteerd dient te zijn, is de trap en de vide met een pui dichtgezet. Bij normaal gebruik van het station is er hierdoor feitelijk geen open contact meer tussen perron en verdeelhal, omdat in die situatie ook de deuren van het trappenhuis zijn gesloten. Via de tegenovergelegen, reguliere, trap staat het perron uiteraard wel in direct contact met de verdeelhal. In de nieuwe situatie worden vluchttrappen en puien verwijderd. Vluchttrap b. Gevolg van de voorgestelde wijziging: Het verwijderen van de gevel van de vluchttrappen kan het stromingspatroon beïnvloeden aangezien het oppervlak van de opening van de centrale hal naar het perronniveau toeneemt. Hoewel het volumedebiet via de 2 trappen gelijk blijft aan de bestaande situatie, zal als gevolg van de grotere opening de snelheid afnemen. Er dient te worden bekeken of de rookverspreiding naar de centrale hal vermeden wordt.

12 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 12/66 2. Ten tweede het afsluiten van entree Roeterstraat en vergroten van entreegebouw Valckenierstraat. a. Historiek: De Noordwestelijke toegangspartij van station Weesperplein splitst op een tussenniveau vlak onder maaiveld in twéé toegangen: de open entree Sarphatistraat / Roeterstraat en het entreegebouw Valckenierstraat. De open entree komt te vervallen en wordt afgesloten. Het entreegebouw wordt verlengd en inwendig ontstaat een grotere vide. Afsluiten van entree Figuur 5: Weesperpelin station b. Gevolg van de voorgestelde wijziging: De centrale hal is vrij groot en 6 trappen verbinden de centrale hal met de begane grond. Het sluiten van een opening zal waarschijnlijk geen enorme impact hebben, behalve eventueel voor de situatie met wind. De grotere vide voor het entreegebouw zal ook geen negatief effect hebben zolang de dwarsdoorsnede van de opening hetzelfde blijft. 3.2 Wat werd bestudeerd? Om de resultaten te kunnen vergelijken op zinvolle wijze worden de wijzigingen doorgevoerd in het bestaande CFD-model voor het station Weesperplein. Zoals aangegeven in de nieuwe plannen, wordt de gevel van de vluchttrappen verwijderd. In aanvulling daarop, wordt een verbinding tussen het maaiveld en de centrale hal ook afgesloten. Om de invloed van de parameters bepalen, bestaat deze studie uit drie delen. - Eerst wordt de invloed van het verwijderen van de gevel van de vluchttrappen geanalyseerd met behulp van CFD (lokale rookverspreiding). - In het volgende deel wordt de invloed van het sluiten van een opening op de stroom van de trap naar perron niveau en de noord-zuid-einde van perron geanalyseerd met behulp van 1D (netwerkmodel). - In het laatste deel, is het gecombineerde effect van het verwijderen van de gevel van vluchttrap en sluiting voor toegang bestudeerd.

13 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 13/66 Figuur 6: Weesperpelin station Volgende parameters 2 worden beschouwd voor deze CFD-studie: Metro trein: o Voor deze studie werd het type - M2 (oud) gebruikt gezien de hogere brandlast. Maximaal vermogen 20 MW wordt bereikt in 670 seconden, dit komt overeen met een groeicurve van 44.4 W/s 2. RWA-systeem: o Het platform is onderverdeeld in 5 rookvakken met behulp van 6 rookschermen. o De extractie wordt uitgevoerd vanaf 4 extractiepunten op elk platform, elk afzuigpunt zorgt voor een extractiedebiet van 10 m 3 / s. o Extractiepunt in het noorden en zuiden van het perron heeft elke extractiedebiet van 40 m 3 /s. o Daarnaast is er 40 m 3 /s extractie in de tunnel sectie tussen Waterlooplein & Weesperplein en ook tussen Weesperplein & Wibautstraat station. Brandscenario: o Brandlocatie 2- centraal op platform. o Bij rookdetectie (60 seconden) wordt de extractie in het station opgestart op 100%. Op het platform wordt de extractie opgestart via de 20 extractiepunten (registerkleppen), elk met een extractiedebiet van 4 m 3 /s, dus in totaal 80 m 3 /s. o Bij lineaire branddetectie (150 seconden) wordt de extractie opgestart via de 8 centrale extractiepunten, elk met een extractiedebiet van 10 m 3 /s, dus in totaal 80 m 3 /s. o Alle rookschermen zijn gedaald tot 2,2 m boven de vloer op 150 seconden. Randvoorwaarden: o De oostlijn bevat 5 ondergrondse stations en 5 tunnelsecties met een variabele dwarsdoorsnede die invloed heeft op de stroming en de RWA-systeem. o Dus is het belangrijk om de juiste randvoorwaarden aan het einde van het perron. o FESG heeft een 1D studie, rekening houdend met alle openingen en parameters uitgevoerd. Op basis hiervan werden correct stromingscondities aan van de grenzen van het perron geïmplementeerd. 2 Voor meer informatie, zoals inputwaarden en andere karakteristieken van het metrostel, wordt verwezen naar [3].

14 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 14/66 Wind invloed: o Het station Weesperplein heeft op het maaiveld 6 ingangen naar het niveau -1. Afhankelijk van de windrichting, kan de gecreëerde hoofdstroming op niveau -1 een effect hebben op het RWA-systeem., maar voor deze studie dit effect wordt niet beschouwd. De reden waarom brand locatie 2 wordt gekozen, is omdat deze meer kritisch is in dit geval, omdat de brand zich situeert net voor de oostelijke trappenhal. 3.3 Resultaat De vergelijking van de rookverspreiding in de hal niveau noordzijde wordt hieronder aangetoond. Uit de resultaten van deze studie wordt geobserveerd dat: De omsluiting verwijderen van de vluchttrappen: o Als gevolg van het verwijderen van de omsluiting van vluchttrappen tussen de centrale hal en het platform, wordt de snelheid verlaagd. o o o Dit is duidelijk uit de rookverspreiding op het platform in de Oostelijke trappenhal ongeveer na 700 seconden. De vergelijking van de rook verspreiding in het oosten en het westen trappen hal voor beide situaties is weergegeven in figuur 7. De invloed van het verwijderen van de gevel wordt hiermee aangetoond. Daar de hoeveelheid rook van het perron richting de oostelijke trappenhal beperkt is, kan geconcludeerd worden dat, onder deze randvoorwaarden, het effect van het wegnemen van de gevel geen significante impact heeft op de rookverspreiding gedurende de evacuatietijd. Ter informatie: het effect van deze maatregel kan grotere gevolgen hebben bij een lagere impuls van de toevoer verse lucht vanuit trappenhal (bvb windeffect of afname extractiedebiet op perron en tunnels). Het sluiten van de opening o De invloed van de opening afsluiten is miniem en levert zeer kleine veranderingen in de randvoorwaarden op platformniveau (1D). o Dit kan verklaard worden door de grootte en geometrie van de centrale hal, waar de stroming wordt gecompenseerd door andere trappen. Gecombineerde effect o Het combineren van de invloed van beide wijzigingen worden beheerst door het verwijderen van de omsluiting van de vluchttrappen. Gedetailleerde resultaten zijn weergegeven in de bijlage 3.

15 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 15/66 Bestaande situatie Rookverspreiding Nieuwe situatie 700s 800s 900s Figuur 7: Rookverspreiding naar noordhal

16 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 16/ Conclusie: Door middel van de studie kunnen 2 duidelijke conclusies worden getrokken: 1. Met gelijkaardige voorwaarden als van het rapport [3], resulteert het verwijderen van de omsluiting van de vluchttrappen in een beperkte hoeveelheid rookverspreiding na 700 s. Er kan geconcludeerd worden dat het effect van het wegnemen van de gevel geen significante impact heeft op de rookverspreiding gedurende de evacuatietijd. 2. De afsluiting van de opening en uitbreiding van het ingangsgebouw heeft geen grote invloed op de doorstroming voorwaarden op platform niveau.

17 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 17/66 4. Station Wibautstraat 4.1 Waarom? Ten behoeve van overzicht en transparantie worden in de noord en zuid verdeelhallen de vides tussen perron en verdeelhal aan één zijde vergroot. Door het vergroten van de oppervlakte van de openingen tussen de hal en het perron, is er een kans dat de rook van het platform naar de hal verspreidt. Hoewel het totale volumedebiet komende vanuit de hal gelijk blijft aan de bestaande situatie, zal de snelheid afnemen (als gevolg van het groter oppervlak) en dient het vermijden van de rookverspreiding naar de bovenste zaal te worden bekeken. 4.2 Wat werd bestudeerd? In eerdere studies voor Dienst Metro Amsterdam werden door FESG enkel studies voor Centraal, Nieuwmarkt en Weesperplein stations uitgevoerd. Een CFD studie voor Wibautstraat werd nooit uitgevoerd. Hieronder de beschrijving van hoe het 3D/CFD-model werd opgebouwd. Zuidzijde Noordzijde Figuur 8: Noord en Zuid hal

18 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 18/66 Figuur 9: Station Wibautstraat Deze parameters zijn gebaseerd op de studie van Nieuwmarkt [2] omdat beide stations vrij gelijkaardig zijn. Als gevolg van de locatie van station Wibautstraat op de Oostlijn, werden correcte randvoorwaarden toegepast, afwijkend van Nieuwmarkt station. Metro trein: o Voor deze studie werd het type - M2 (oud) gebruikt gezien de hogere brandlast. Maximaal vermogen 20 MW wordt bereikt in 670 seconden, dit komt overeen met een groeicurve van 44.4 W/s 2. Principe van het RWA-systeem: o Het platform is onderverdeeld in 4 rookvakken met behulp van 5 rookschermen. Na activatie, dalen deze tot op een hoogte van 2,2 m boven de vloer. o De extractie wordt uitgevoerd vanaf 4 extractiepunten, verdeeld over de lengte van het platform (zie Figuur 10 voor principe en 3.3 voor technische realisatie). Elk afzuigpunt zorgt voor een extractiedebiet van 20 m3/ s of 30 m³/s. o Verder zijn er aan weerskanten van het station, net in het begin van de tunnelsecties, extractiepunten voorzien. Elk van deze extractiepunten in het noorden en zuiden van het platform hebben een extractiedebiet van 40 m³/s. Deze extractiepunten worden ook als drukontlastingskleppen ( pressure relief shaft ) gebruikt in normale omstandigheden. o In geval van brand worden: 4 extractiepunten geactiveerd over het hele platform Dalen de rookschermen Wordt het station aërolisch gescheiden van de tunnel door de massieve extractie voor en na het station. Figuur 10: RWA-concept station Wibautstraat Karakteristieken van traject ventilator tot afvoerpunt o Informatie uit plaatsbezoek van Nieuwmarkt (wordt als gelijkaardig beschouwd)

19 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 19/66 Tijdens een plaatsbezoek werden volgende aspecten waargenomen inzake verdeling van het aërolisch traject tussen de ventilatoren en de afvoerpunten op perronniveau en worden volgende elementen gevisualiseerd op onderstaande figuur: a. Niveau waar ventilatoren opgesteld staan (zwart) gemeenschappelijke extractieschacht geluidsdempers per ventilatielokaal 2 axiaalventilatoren (V1 en V2, respectievelijk V3 en V4) in parallel, met verdeelpunten: 1. naar kanaalwerk (1 E en 4 E, respectievelijk 1 W en 4 W ) 2. naar massief extractiepunt (P2 respectievelijk P3) b. Niveau van platform: kanaalwerk boven platform (groene aanduiding op schema) diffusorplaten (rode aanduiding op schema) Rookgordijnen 1 tem 5 (blauwe aanduiding op schema) Figuur 11: RWA-systeem station Wibautstraat o Ingave in CFD-analyse In de CFD-analyse wordt volgend extractiedebiet in elk RWA-vak verondersteld: Sectie 1: 20 m³/s 10 m³/s afkomstig van de ventilatoren V1 en V2 via 1E 10 m³/s afkomstig van de ventilatoren V3 en V4 via 1W Sectie 2: 30 m³/s afkomstig van de ventilatoren V1 en V2 via massief extractiepunt P2 Sectie 3: 30 m³/s afkomstig van de ventilatoren V3 en V4 via massief extractiepunt P3 Sectie 4: 20 m³/s 10 m³/s afkomstig van de ventilatoren V1 en V2 via 4E 10 m³/s afkomstig van de ventilatoren V3 en V4 via 4W

20 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 20/66 P1 P2 P3 P4 10 m 3 /s 10 m 3 /s 15 m 3 /s 15 m 3 /s 30 m 3 /s 10 m 3 /s 10 m 3 /s Figuur 12: Modellering van extractie in CFD Karakteristieken van de openingen voor verse lucht: o Natuurlijke luchttoevoer is voorzien via de trappen aan beide zijden (in groen aangeduid op Figuur 10). De trappen Noord en Zuid verbinden de twee ondergrondse niveaus. o Er zijn 2 trappen in de noordhal en ook in de zuidhal o De afmetingen van de opening staan in de onderstaande tabel. o Verder is er eveneens een mogelijke luchttoevoer via de tunnelkokers. Toevoer Afmeting breedte [m] hoogte [m] gebied [m 2 ] perimeter [m] Table 1: Afmetingen van openingen - Wibautstraat Brandlocatie: Brandlocatie 1 - uiteinde platform Bij een brand in het eerste treincompartiment, waarbij de rook eerst in secties 1 en 2 zal stromen: o Bij rookdetectie (na 60 seconden, zie sensitiviteitsstudie CFD [7]): i. wordt de extractie in het station opgestart op 100% ii. totaal extractiedebiet van 100 m 3 /s op het platform 1. 2-NMT-RWA-1-VE01 (20 m 3 /s) 2. 2-NMT-RWA-1-VE02 (30 m 3 /s) 3. 2-NMT-RWA-1-VE03 (30 m 3 /s) 4. 2-NMT-RWA-1-VE04 (20 m 3 /s)

21 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 21/66 iii. De massieve extractie net op de rand van platform en tunnel worden opgestart op 100% 1. Noord-zijde: totaal extractiedebiet van 40 m 3 /s a. 2-NMT-RWA-N-STUW-VE01 (20 m 3 /s) b. 2-NMT-RWA-N-STUW-VE02 (20 m 3 /s) 2. Zuid-zijde: totaal extractiedebiet van 40 m 3 /s a. 2-NMT-RWA-Z-STUW-VE01 (20 m 3 /s) b. 2-NMT-RWA-Z-STUW-VE02 (20 m 3 /s) iv. De massieve extractie in het midden van de tunnelsecties Noord en Zuid worden opgestart op 100% 1. Noord-zijde: totaal extractiedebiet van 40 m 3 /s a. 1-TUN-RWA-VE01 (20 m 3 /s) b. 1-TUN-RWA-VE02 (20 m 3 /s) 2. Zuid-zijde: totaal extractiedebiet van 40 m 3 /s a. 2-TUN-RWA-VE01 (20 m 3 /s) b. 2-TUN-RWA-VE02 (20 m 3 /s) o Bij lineaire detectie (aanname na 150 seconden [7]): i. alle rookschermen dalen tot op 2,2 m boven de vloer, behalve rookscherm 2. Dit is een kritisch scenario aangezien de brandhaard zich bevindt tussen de secties 1 en 2 en de thermiek dus sterker zal zijn richting trappen Noord. Figuur 13: Brandlocatie 1: brand aan uiteinde van het platform Wibautstraat Randvoorwaarden: o De oostlijn bevat 5 ondergrondse stations en 5 tunnelsecties met een variabele dwarsdoorsnede die invloed heeft op de stroming en de RWA-systeem. o Ventilatie in het model: De trappen van het niveau -1 tot het grondniveau voorzien het station van verse lucht. Deze openingen zijn altijd open. In het model wordt hier een atmosferische totale druk opgelegd. Dit betekent dat er geen rekening wordt gehouden met een eventuele windbelasting op het gebouw. Extractiepunten in het station worden geactiveerd onafhankelijk van de locatie van de brand. In elk geval worden steeds de extractiepunten geactiveerd. Daarbovenop worden 2 extra extractiepunten voorzien in het begin van de tunnel ten noorden en ten zuiden van het station met elk een extractiedebiet van 40 m³/s.

22 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 22/66 Daarbovenop worden 2 extra extractiepunten voorzien in het midden van de tunnel ten noorden en ten zuiden van het station met elk een extractiedebiet van 40 m³/s. Daar waar 1 en 2 rechtstreeks opgenomen werd in het model, werd het effect van 3 en 4 in rekening gebracht in een 1D-model en werden randvoorwaarden opgelegd in het CFD-model afhankelijk van de bekomen waarden uit het 1D-model. o o o Dus is het belangrijk om de juiste randvoorwaarden aan het einde van het perron. FESG heeft een 1D studie, rekening houdend met alle openingen en parameters uitgevoerd. Op basis hiervan werden correct stromingscondities aan van de grenzen van het perron geïmplementeerd. De resultaten van 1D studie worden hieronder beschreven: Tijdstip / Luchthoeveelheid [m 3 /s] voor extractie noord na extractie noord voor extractie zuid na extractie noord 30s s s s s s Table 2: Verdeling van de luchtvolumes -Wibautstraat station Figuur 14: Schema voor de verdeling van de luchtvolumes - Wibautstraat station Wind invloed: o Wibautstraat is het laatste station op de Oostlijn en iets verder van het station is de grote opening van de tunnel. Afhankelijk van de windrichting, is eerder aangetoond, dat de wind een grote impact op de doorstroming en de prestaties van het RWA-systeem kan hebben. Dit is hier niet in rekening genomen. De reden waarom brandlocatie 1 wordt gekozen, is omdat het meer kritisch is in dit geval, omdat de brand zich net voor de noordelijke traphal bevindt. 4.3 Resultaat Bij deze brand locatie, is er geen rookverspreiding naar secties 3 en 4 en ook niet naar de hal via de zuid-trap. Dus voor de vergelijking wordt hier alleen de rookverspreiding naar de noordelijke hal besproken. Uit de resultaten van deze studie wordt geobserveerd dat:

23 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 23/66 De rookverspreiding naar de noord-hal voor bestaande en nieuwe situatie bijna identiek is. De rookverspreiding wordt waargenomen in de noord-hal ongeveer na 8 minuten en vult de verdeelhal binnen 2 minuten (10 minuten vanaf het begin van de brand). De reden voor een dergelijke vergelijkbare resultaten is dat er reeds een grote opening tussen de verdeelhal en het platform boven de trap en roltrappen aanwezig is. Deze is de bepalende factor en daarmee wordt het stromingseffect van de nieuwe situatie van secundaire aard. Gedetailleerde resultaten zijn weergegeven in bijlage 4. Bestaande situatiep Rookverspreiding Nieuwe situatie 450s 470s 540s 630s Figuur 15: Rookverspreiding naar noordhal

24 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 24/ Conclusie: Door middel van de studie kunnen 2 duidelijke conclusies worden getrokken: 1. Met vergelijkbare RWA configuratie van Nieuwmarkt [2] en randvoorwaarden (geen wind invloed) gebaseerd op [6], kan worden geconcludeerd dat de invloed door de verwijdering van vloer uit het noordelijk en zuidelijke verdeelhal geen significant effect heeft op de stroming. 2. De rookverspreiding begint na ongeveer 8 minuten naar de Noord-hal en voor beide situaties worden gelijkaardige fenomenen waargenomen.

25 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 25/66 5. Algemene conclusie Onder volgende basisparameters: o CFD-model Voor Centraal en Weesperplein worden de bestaande CFD-modellen gebruikt en het effect van de nieuwe situatie wordt vergeleken met de referentiecases uit uitgevoerde studies maart/april 2014 [1] [3]. Aangezien voor Wibautstraat vroeger geen CFD-studie werd uitgevoerd, werd een nieuw CFD-model opgebouwd. o o o o RWA systeem De activatie van het RWA-systeem werd gelijk genomen aan de studies [1] [3]. Voor Wibautstraat, werd het RWA-systeem gekozen analoog aan dat van Nieuwmarkt [2], gezien de gelijkenissen in geometrie. Randvoorwaarden De randvoorwaarden zijn gebaseerd op de studie [6]. Deze studie wordt uitgevoerd voor de gevallen zonder windinvloed. De wind kan het stromingspatroon beïnvloeden zoals aangetoond in eerdere studies [8] [7] [9]. Rekenrooster De keuze van het rekenrooster wordt ondersteund door de eerder uitgevoerde sensitiviteitsstudies waaruit blijkt dat de resultaten verkregen zijn uniform [7] [9]. Metrostel De keuze van de metrostel M2 is gebaseerd op het feit dat de brandlast groter is en ook de referentie-case voor Centraal station was gebaseerd op metrostel M2 [4]. Kan het volgende worden geconcludeerd voor de stations: o Centraal Met soortgelijke randvoorwaarden als in het rapport [1], zal de rookverspreiding in de nieuwe configuratie op ongeveer het zelfde moment worden waargenomen in de noordhal. Wel zal de rook in de noordhal een stuk sneller verspreiden dan in de bestaande configuratie. o o Weesperplein Met gelijkaardige voorwaarden als van het rapport [3], resulteert het verwijderen van de omsluiting van de vluchttrappen in een beperkte hoeveelheid rookverspreiding na 700 s. Er kan geconcludeerd worden dat het effect van het wegnemen van de gevel geen significante impact heeft op de rookverspreiding gedurende de evacuatietijd. Wibautstraat Met vergelijkbare RWA configuratie van Nieuwmarkt [2] en randvoorwaarden (geen wind invloed) gebaseerd op [6], kan worden geconcludeerd dat de invloed door de verwijdering van vloer uit het noordelijk en zuidelijke verdeelhal geen significant effect heeft op de stroming.

26 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 26/66 Gebaseerd op de resultaten uit dit rapport kunnen volgende conclusies worden genomen: - Ingreep # 1 heeft geen grote invloed op de doorstroming en rookverspreiding. - Ingreep # 2 heeft een kleine invloed onder de huidige randvoorwaarden (maart 2014). Verandering in de randvoorwaarden kan de invloed vergroten. - Ingreep # 3 heeft geen effect zo lang de dwarsdoorsnede van de opening aan het verdeelhalniveau hetzelfde blijft. - Ingreep # 4 heeft een waarneembare invloed aangezien de rookverspreiding versnelt.

27 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 27/66 REFERENCES [1] FESG, CFD-analyse van het RWA-systeem voor Centraal metrostation v2.0, 31 March [2] FESG, CFD-analyse van het RWA-systeem voor Nieuwmarkt metrostation v2.0, 31 March [3] FESG, CFD-analyse van het RWA-systeem voor Weesperplein metrostation v2.0, 31 March [4] PEUTZ, I. D. d. Boer en I. J. Mertens, Branonderzoek metro; eindrapportage. [5] D. I. V. e. V. (DIVV), Amsterdamse Leidraad Integrale Veiligheid ondergrondse tram- en metrosystemen (ALIVe), June [6] FESG, Optimalisatie-studie RWA-systeem Oostlijn metro Amsterdam V2.0, 20 March [7] FESG, Metrostation Nieuwmarkt sensitiviteitsstudie v2.0, 31 March [8] FESG, Metrostation Centraal sensitiviteitsstudie v2.0, 31 March [9] FESG, Metrostation Weesperplein sensitiviteitsstudie v2.0, 31 March 2014.

28 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 28/66 BIJLAGE 1 RWA SCHAKELMATRIX Figuur 16: FESG voorgestelde RWA Schakelmatrix

29 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 29/66 Figuur 17: RWA Schakelmatrix bij ARCADIS

30 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 30/66

31 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 31/66 BIJLAGE 2 RESULTATEN: CENTRAAL STATION - M2 - BRAND UITEINDE Rookverspreiding [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie Scale

32 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 32/66 Rookverspreiding [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie Scale

34 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 34/66 Temperatuur [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie [ 0 C]

37 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 37/66 Extinctie [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie [m -1 ]

40 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 40/66 Zicht [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie [m]

43 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 43/66 BIJLAGE 3 RESULTATEN: STATION WEESPERPLEIN - M2 - BRAND MIDDEN Rookverspreiding [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie Scale

55 FESG Project : Oostlijn Amsterdam GROUP A 55/66 BIJLAGE 4 RESULTATEN: STATION WIBAUTSTRAAT - M2 - BRAND UITEINDE Rookverspreiding [s] Bestaande situatie Nieuwe situatie Scale