Brandveilige parkeergarages

Transcriptie

1 Leander Noordijk Tool 'Ca(r)Pa(rk)Fi(re) Brandveilige parkeergarages 1

2 Wat kan de tool Ca(r)Pa(rk)Fi(re)? Een programma om bij brand de temperatuurontwikkeling in de staalconstructie van een parkeergarage te berekenen Brandscenario Constructieopbouw Vermogensontwikkeling Temperatuurontwikkeling in elementen

3 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 3

4 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 4

5 Brandwerendheid Scheidende functie Compartimentering Beperken uitbreidingsgebied brand/schade Dragende functie Voorkomen vroegtijdig instorten Beperken uitbreidingsgebied brand/schade Economische afweging Kan relatie hebben met slachtoffers Direct of indirect Bezwijken dragende of scheidende onderdelen Ventilatiekanalen 5

6 Beoordeling brandwerendheid Beoordeling brandwerendheid: 1: Schematisering van de constructie 2: Schematisering van de brand 1 Brandwerendheidsoven 2 6

7 Beoordeling brandwerendheid Beoordelingsmethoden volgens de Eurocode schematisering van de brand nominale brandkrommen parametrische brandkrommen veldmodellen CFD schematisering van de constructie componenten Bouwt besluit = f(x 1,x 2, ) t = f(x 1,x 2, ) Tabellen Eenvoudige rekenmethoden deel van de constructie Geavanceerde modellen hele constructie Fire Safety Engineering 7

8 Fire Safety Engineering Bouwbesluit Gebruik de gestandaardiseerde brandkromme Bekijk niet of die brand ook op kan treden Zorg dat alle componenten gedurende de vereiste tijdsduur intact blijven Aanname is dat dan de gehele constructie lang genoeg intact blijft bij een werkelijke brand Fire Safety Engineering Bekijk welke brand mogelijk is Dimensioneer de constructie op die brand Bereken wat de constructie doet bij brand Zorg dat de constructie de brand overleeft Seminar Bouwen met Staal 8

9 Fire Safety Engineering Randvoorwaarden voor deze aanpak? Weet je welke brand op kan treden? Weet je genoeg van het constructiegedrag? Neem je alle componenten van het gedrag mee Bezwijken tijdens afkoelen 2 uur na brand Seminar Bouwen met Staal 4 uur na brand Bouten! Ook koude onderdelen kunnen bezwijken! 9

10 Staal bij brand Wat gebeurt er bij brand? Constructiematerialen warmen op en zetten uit Constructiematerialen verliezen sterkte bij hoge temperatuur Constructie kan de belasting niet meer dragen 10

11 Onbeschermd staal Bij opwarming verliest staal geleidelijk zijn sterkte, vanaf 400 tot 1000ºC Dat is niet erg, zolang het staal maar voldoende sterkte over heeft om de belasting te dragen De temperatuur waarbij het staal zijn belasting niet meer kan dragen heet de kritieke staaltemperatuur (T crit ) Belastinggraad T crit 11

12 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 12

13 Brandverloop in compartiment 13

14 Brandverloop in compartiment Kenmerkend temperatuurverloop bij brand in een compartiment pre flash-over fase post flash-over fase temperatuur C Vlamoverslag / flash over C standaard brandcurve ontsteking tijd 14

15 Brandverloop in compartiment Wat is het brandscenario? Brandbare inventaris is alom aanwezig Lokale brand lijdt via flash over tot volledig ontwikkelde brand Wat is de temperatuurontwikkeling? Na flash over in gehele compartiment hoge temperaturen Te benaderen met de standaardbrandkromme Wat doet dit met de constructie? Constructie wordt in gehele compartiment blootgesteld aan hoge temperaturen 15

16 Brandverloop in parkeergarage Wat is het brandscenario? Auto s kunnen branden Brand kan overslaan naar naastgelegen auto Brandduur per auto beperkt Geen volledig ontwikkelde compartimentsbrand Wat is de temperatuurontwikkeling? Ter plaatse van de brand hoge temperaturen Wat doet dit met de constructie? Constructie wordt lokaal verhit 16

17 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 17

18 Ca(r)Pa(rk)Fi(re) Gebaseerd op Europees onderzoek in de jaren 90 naar natuurlijke branden en parkeergaragebranden Gebaseerd op de lokale brandbenadering uit de Eurocode EN , Annex C: Localised fires Ook bekend als Hasemi model Te downloaden van de website Excel spreadsheet met beperkte uitleg 18

19 Ca(r)Pa(rk)Fi(re) Lokale brandbenadering: Model geeft vlamvorm langs plafond als functie van het vermogen, diameter en positie brand Deze vlammen geven een warmteflux op de constructie De flux van verschillende lokale branden moet bij elkaar worden opgeteld Met behulp van de flux kan de temperatuurontwikkeling in de elementen van de constructie worden berekend 19

20 Ca(r)Pa(rk)Fi(re) Lokale brandbenadering toegepast op parkeergarages Auto s zijn aparte lokale branden Parameters zijn onderzocht in Europees onderzoek diameter brand & hoogte brand Vermogenscurven Tijd tot brandoverslag naar naastgelegen auto 20

21 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 21

22 Richtlijn Brandveiligheid Stalen Parkeergarages 22

23 Richtlijn Brandveiligheid Stalen Parkeergarages Toepassing van lokale brandmodel in de Nederlandse situatie Wettelijk kader: gelijkwaardigheid Eenduidige suggestie brandscenario s Eenduidige interpretatie aanpak Toepassingsgebied Natuurlijk geventileerde parkeergarage, voldoende open Normaal gebruik garage 23

24 Richtlijn Brandveiligheid Stalen Parkeergarages Brandscenario s en Bouwbesluit eisen Klasse 3 auto s als basis (Renault Laguna, Ford Mondeo) Brandoverslag na 12 minuten Hogere brandwerendheidseis vraagt impliciet een hoger niveau van veiligheid (betrouwbaarheid) Dit hoger niveau wordt bereikt door een heviger brandscenario te kiezen met een kleinere kans van optreden Precieze brandscenario afhankelijk van de eis; gebaseerd op expert judgment; statistische onderbouwing is niet te geven omdat ook de probabilistische uitgangspunten (acceptatie van risico's) van het bouwbesluit niet uitgewerkt zijn. 24

25 Richtlijn Brandveiligheid Stalen Parkeergarages Aanpak: Ontwerp een staalconstructie en bepaal de kritieke staaltemperaturen Bepaal de brandwerendheidseis Bepaal het brandvermogenscenario Bepaal de maatgevende posities en componenten in de garage (uitgaande van de werkelijke ligging van de parkeervakken) Bepaal de maximaal optredende staaltemperatuur Vergelijk deze met de kritieke staaltemperatuur T T krit 30min t 25

26 Inhoud Inleiding Brandwerendheid Fire Safety Engineering Staal bij brand Branden in besloten ruimten en parkeergarages CaPaFi Richtlijn Brandveiligheid stalen parkeergarages Praktijkvoorbeelden 26

27 Auto op hellingbaan Klasse 3 auto Geometrie (zie onder): Plafondhoogte: 2.6m Balkhoogte: 0.28m Afstand balk van auto: 1.0m HEA 280 ligger (3zijdig: Pi = 136.0m -1 ;Pi box = 84.3m -1 ) Gegeven: T crit = 589 C Link Oplossing 1.0m 0.28m 2.6m 27

28 Randligger Eis: 60 minuten Geometrie (zie onder): Plafondhoogte: 2.6m Balkhoogte: 0.40m Afstand balk van auto: 2.5m IPE 300 ligger (3zijdig: Pi = 187.7m -1 ;Pi box = 139.4m -1 ) Gegeven: T crit = 589 C Link Oplossing 2.5m 2.5m 0.30m 3.0m 28