Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával

Szikra Csaba BME, Mezei Sándor ÉMI Nonprofit Kft,

Dr. Takács Lajos Gábor BME

2010.

• Hagyományos és iparosított technológiával épület épületek homlokzati hő- és füstterjedésének összevetése,

• Tagoltság (szecessziós díszítés, balkon stb.) áramképet zavaró hatásának füst- és hőterjedésre való hatásának vizsgálata,

• Az ablakok szerepe a füst beáramlásban.

• CFD szimuláció – FDS.

Bevezető A viszgálta célja, eszköze

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Iparosított technológiával készült épület:• Szendvicspanel,• 2,6m-es belmagasság,• 1,5m-es ablakmagasság.

Hagyományos épületszerkezet:• 50cm téglafal,• 4 m-es belmagasság,• 2m-es ablakmagasság.

Szimulációs tér:• Az épületet 0,1°C/m függőleges hőmérsékletváltozású tér,• gravitációs felhajtóerőt a szokványos nehézségi gyorsulás, mellett g=9,81, • 25 °C kiinduló hőmérséklet mellett vizsgáltuk,• Statikus tűz – 500kW/m2.

A vizsgálat részletei

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Résre nyitott és nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása (füstszemcsék eloszlása)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzatErősen tagolt

homlokzat (50cm)Enyhén tagolt

homlokzat (20cm)

Résre nyitott és nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása (hőmérséklet-eloszlás)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzatErősen tagolt

homlokzat (50cm)Enyhén tagolt

homlokzat (20cm)

Résre nyitott és nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása (sebességmező)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzatErősen tagolt

homlokzat (50cm)Enyhén tagolt

homlokzat (20cm)

Résre nyitott ,nyitott, alsó nyílású ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása – (füstszemcsék eloszlása)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Résre nyitott, nyitott homlokzat Alul nyitott

Résre nyitott ,nyitott, alsó nyílású ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása – (füstszemcsék eloszlása)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Résre nyitott, nyitott homlokzat Alul nyitott

Alsó nyílású ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatás (füstszemcsék eloszlása)

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan Erősen tagolt

Építési módok összevetése

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

iparosított, tagolatlan erősen tagolthagyományos, tagolatlan

Résre nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása 2. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzat Erősen tagolt homlokzat (50cm)

Résre nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása 2. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Mérsékelten tagolt homlokzat (20cm)

Közepesen tagolt homlokzat (35cm)

Teljesen nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása 3. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzat Erősen tagolt homlokzat (50cm)

Teljesen nyitott ablak esetén a homlokzat tagoltságának hatása 3. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Mérsékelten tagolt homlokzat (20cm)

Közepesen tagolt homlokzat (35cm)

Alsó kisablakok esetén a homlokzat tagoltságának hatása 3. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Tagolatlan homlokzat Erősen tagolt homlokzat (50cm)

Alsó kisablakok esetén a homlokzat tagoltságának hatása 3. emelet, 1.7m magasan elhelyezett vonali érzékelő

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

Mérsékelten tagolt homlokzat (20cm)

Közepesen tagolt homlokzat (35cm)

• A füst terjedés szempontjából a homlokzat tagoltságának elenyésző szerepe van annak ellenére, hogy a homlokzati áramképet a tagolások jelentősen zavarják. A nem zavart homlokzati áramképnek lehet pozitív illetve negatív hatása is ( lásd tagolatlan és tagolt homlokzat nyitott és résre nyitott szimulációk összevetése)

• Az ablakon lévő rés helyzetének igen jelentős a szerepe. Annak ellenére, hogy a felső nyílásokon több füst áramlik a helyiségbe, a hagyományos építésmód nagy belmagassága miatt a füst nagyobb eséllyel keveredik kevésbé a helyiség levegőjével, mint az alsó nyílások esetében.

• Az épületszerkezet csillapítása és késleltetése okán az ablak később törik ki.

Eredmények, összefoglalás

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

• A döntéshozatali mechanizmusban segítheti a mérnöki tervezői munkát• Megtervezett rendszerek működőképességének vizsgálata • Tűzvizsgálat – az események lefolyásának vizsgálata

CFD Vizsgálati lehetőségek

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos

HOMLOKZATI TŰZTERJEDÉSI VIZSGÁLAT

Homlokzati tűzterjedés elemzése CFD szimuláció és laborvizsgálati eredmények összehasonlításával Szikra Csaba, Mezei Sándor, Takács Lajos