Miten estetään liekehtivät tornit rakenteellisella palonsujauksella? Tomas Fagergren

Transkriptio

1 Miten estetään liekehtivät tornit rakenteellisella palonsujauksella?

2 Savukaasujen leviämisen estäminen Luoko palo painetta tai virtausta? Palo aiheuttaa aina ilman laajenemista riippuen palon tehosta ja huoneen suuruudesta. Tätä kutsutaan lämpölaajenemiseksi Palo umpinaisessa tilassa aiheuttaa paineen, joka on täysin riippuvainen palavan tilan ja sen ympäristön välisistä vuodoista katso esimerkkejä raportista pressure rise due to fire growth in a closed room (Bengt Hägglund, Kjell Nireus och Per Werling)

3 Lämpötila Luonnollinen palotapahtuma Yleissyttyminen Palon alkuvaihe Täysin kehittynyt palo Jäähtyminen Syttyminen Aika

4 Palon kehitys suljetussa huoneessa

5 Asuntopalojen paineenhallinta

6 Taustaa Tulipalo aiheuttaa syttymisvaiheen aikana ylipaineen. Ylipaine on niin suuri, että tuloilmapuolen virtaus voi muuttaa suuntaansa. Asuntojen sisäovien avaaminen ylipaineen aikana voi olla niin vaikeaa, että poistuminen estyy. Palokuolemat eteisen matolle.

7 Taustaa (2) Energiatehokkuusvaatimukset edellyttävät tiiviitä rakenteita ja koneellista ilmanvaihtoa. Vaikutusta paineen kehittymiseen ei tunneta. Entistä tiiviimpien asuntojen rakentaminen voi aiheuttaa seuraavia riskejä Savun leviäminen ilmanvaihtoverkostossa. Rakenteiden vauriot. Poistumisen vaikeutuminen. Sammutushyökkäyksen vaikeutuminen. Suomen ja Ruotsin rakentamistavat ovat erilaiset

8 Tutkimuksen tavoitteet 1. Kehittää ja ottaa käyttöön asuntopalon paineen laskentamenetelmiä. 2. Arvioida paineennoususta poistumiselle ja rakenteille aiheutuvia riskejä soveltamalla laskentamenetelmiä. 3. Selvittää energiatehokkuuden vaikutus paineeseen. Passiivitalon palopaine 4. Selvittää vaihtoehtoisia tapoja asuntopalon aikaisen ylipaineen hallintaan. 5. Arvioida jatkotutkimustarpeet Esim. kokeet simuloinnin validoimiseksi

9 Käyvät puhaltimet ja takaisinvirtasuoja: - mekaanisesti toimiva takaisinvirtaussuoja, joka estää palokaasujen leviämisen tuloilmakanavien kautta palo-osastosta toiseen - soveltuu erityisen hyvin tulo- ja poistoilmajärjestelmäksi asuntojen, hotellien ja vanhainkotien ilmastointijärjestelmään - edellyttää puhaltimien käyttöä tulipalon yhteydessä - perustuu luonnolliseen paloon (analyyttinen mitoitus) sekä ylisyttyneisiin paloihin BASIC ei sisällä mitään liikkuvia osia kuten peltejä, laakereita tai jousia eikä sitä tarvitse liittää mihinkään sähköisesti tai elektronisesti. VTT:n hyväksymä, VTT-C sertifikaatti Tyyppihyväksyntä SITAC (Ruotsi), TG 0016/05 FOI:n (Ruotsin kokonaismaanpuolustuksen tutkimuslaitoksen) palotestaama Patentoitu uniikki rakenne

10 BASIC Testien tarkoitus oli BASICin savurajoitin toiminnon arviointi yhdessä käynnissä olevien puhaltimien kanssa ilmanvaihtokanavistossa. Rakenne on täysin mekaanisesti toimiva ja sulkee kanavan, kun paineen suunta muuttuu. Vertailevia kokeita suoritettiin sekä poisto- että tuloilmakanavien palokaasupeltejä käyttäen. Peltejä ohjattiin sulkeutumaan joko palavan tilan tai poistoilmakanavan savuilmaisimen kautta.

11 BASIC

12 BASIC Testi 2 nopea palokaasupelti tuntoelin huoneessa 11 sekunttia palon alkamisen jälkeen savuilmaisin reagoi, palokaasupellit sulkeutuvat ja ja palon eteneminen tulo-ja poistoilmakanavien (T1 ja F1) kautta päättyy. Huonetilan suurin ylipaine nousee kokeen aikana n Pa:iin.

13 BASIC Testi 4 nopea BASIC- pystysuuntaan Noin 1,5 minuutin palon alkamisen jälkeen palon paine saavuttaa ylivallan tuloilmakanavistossa ja BASIC tiivistää kanavan. T2:een ei tule palokaasuvuotoja. Lämpötila ei nouse T2:n tuloilmakanavassa. Huonetilan suurin ylipaine nousee kokeen aikana n Pa:iin.

14 BASIC 420 Test 4 Temp mittvertikal Temperatur [ C ] Mitt 10cm u tak Mitt 200 ö golv Mitt 150 ö golv Mitt 100 ö golv Mitt 50 ö golv Mitt 10 ö golv Hörn 10 u tak Tid [ min ]

15 BASIC Test 4 Tryck brandrum Tryck [ Pa ] Tryck Brandrum Tid [ min ]

16 Palorajoittimet peltimoottorein

17 Savurajoitin Basic ja käyvät puhaltimet

18 Projekti korkeatalo - virtauslaskelmat Kerros varustettuna kerroskohtaisella IV-koneella Asuntoja 11 kpl per kerros ja tilavuus 75 m3 Vuotokertoimena on käytetty 0,4 l/s per m2 50 Pa:n painerolla (tiivis talo korkea rakennus). IV:n paine 150 Pa josta kanavista 50 ja asunto 100 Pa Sprinklaus = käytetään palolämpötila 100 astetta Palovirtaus medium palolla max. 350 l/s Palohälytyksen sattuessa pitää VAV laatikon mennä max asentoon (45 l/s)

19 Laskennallinen paineen (PFS) kehitys palavassa asunnossa eri ratkaisuilla (L.Jensen /Lundin YO) käyvät puhaltimet ja minimi virtaus ja palotilanne = 3093 Pa käyvät puhaltimet ja maksimi virtaus ja palotilanne = 960 Pa käyvät puhaltimet ja maksimi virtaus palosolussa ja minimi virtaus muualla ja palotilanne =1370 Pa Sulkeutuneet moottoritoimiset savupellit = 5345Pa Paine purkautuu rakennuksessa sisällepäin kerroskäytävälle ja aiheuttaa poistumistieuhkan!

20 BASICin KÄYTTÖ JA RAKENNE Käyttö: - Palokaasujen leviämisen estäminen tuloilmajärjestelmän kautta (puhaltimien tulee olla käynnissä koko palotapahtuman ajan) - tarkoitettu erityisesti yhdistettyjä tulo- ja poistoilmajärjestelmiä varten Rakenne: Jokaisen palo-osaston tuloilmakanavaan asennetaan BASIC takaisinvirtaussuoja. Se voidaan asentaa palo-osaston sisälle tai heti sen ulkopuolelle. Poistoilmajärjestelmä mitoitetaan palokaasujen poiston mahdollistamiseksi. Tuloilmajärjestelmä: - vaatii, että tuloilmapuhallin on käynnissä koko palotapahtuman ajan. Palon alkuvaiheessa BASIC sulkee tuloilmakanavan palo-osastossa tapahtuvan palopaineen seurauksena. Näin palokaasujen leviäminen tuloilmajärjestelmän kautta muihin palo-osastoihin estyy. Muiden palo-osastojen takaisinvirtaussuojiin ei kohdistu minkäänlaisia vaikutuksia. Poistoilmajärjestelmä: - vaatii, että poistoilmajärjestelmäpuhallin on käynnissä koko palotapahtuman ajan. Palavan osaston palokaasut poistetaan poistoilmajärjestelmän kautta. Huomioitavaa on, että poistoilmajärjestelmän päätarkoitus ei ole savunpoiston järjestäminen paloosastoista, vaan varmistaa, ettei savua leviä rakennuksen yhdestä palo-osastosta toiseen paloosastoon.

21 BASICin asennusvaihtoehdot: Takaisinvirtaussuoja BASIC asennetaan palo-osaston tuloilmakanavaan jakolaatikossa palo-osaston rajalla tai vaihtoehtoisesti kuilun ulostulossa. Jos monta palo-osastoja päällekkäin, kerroskohtainen palokatko tehdään kuilun rajalle. Käytävä

22 Oscar Löfgren, Brandkonsulten Ab

23 Palotekninen suojaus NKS:ssa Sprinklerit (paitsi avoinna olevassa parkkitalossa ja hissikuiluissa) Hoitohuoneet, joissa on siirrettäviä potilaita, ovat omia palo-alueitaan (EI 60) (sisältäen potilashuoneet, leikkaushuoneet, säteilyhuoneet jne.) Ovet EW 30 (EI 30) Vaakasuuntainen poistuminen kahteen suuntaan Ilmanvaihtojärjestelmät ovat käynnissä koko ajan osana savunhallintaa, jottei savua leviäisi ilmanvaihtojärjestelmien kautta (Basic-takaisinvirtaussuojat kaikissa huoneiden tuloilmakanavissa). Oscar Löfgren, Brandkonsulten Ab

24 Potilaiden paloturvallisuus Oscar Löfgren, Brandkonsulten Ab

25 New Karolinska Solna Ilmanvaihtojärjestelmän palosuojelu potilasosastoilla Turvallisuustaso: Savun leviämisen estäminen palo-osastojen välillä Ensisijainen strategia: Puhaltimet käynnissä palon aikana Takaisinvirtaussuojat (savurajoittimet) jokaisen palo-osaston tuloilmakanavassa Oscar Löfgren, Brandkonsulten Ab

26 Victoria Tower hotelli Tukholmassa

27 Miksi BASIC takaisinvirtaussuoja on parempi kuin perinteinen palopelti? Kun BASIC on käytössä + poistoilmavaihto voidaan pitää käynnissä -> palopaine on matalampi -> savukaasuja leviää vähemmän muihin palosoluihin + savunilmaisimet tarpeettomia -> mahdollisuus nopeampaan toimintaan -> pienempi virheriski + sähköjohtoja tai elektroniikkaa ei tarvita + IV-järjestelmä palvelee sekä itse palosolua että viereisiä tiloja HUOM! palopaine on yleensä paljon suurempi kuin millä palopellit on testattu eli palopaine yli 300 Pa.

28 Savunhallinta strategiat Käyvät puhaltimet Moottoripellit Matalampi palopaine -> lisää evakuointiaikaa Korkeampi paine -> lisää yleissyttymisen riskiä Vähentää savukaasun leviämistä heti palon alkuhetkestä lähtien Puhaltimien ollessa päällä viereiset tilat pysyvät ilmastoituina, kun IV-kone toimii Palopeltien sulkeutuessa savukaasut leviävät koko kerrokseen (paloalueelle) Savukaasut pyrkivät paineen johdosta leviämään käytäville ja viereisiin huoneisiin.

29