The fact that a building is covered by a well-arranged fire protection is today a basic precondition for the safety of a building. Good and organized fire protection is also an essential part of a good safety culture. For this reason, it is common for buildings to be equipped with a higher fire protection than what is required by current regulations. In buildings intended for hotel services, sprinklers are usually installed even though it is not required. Fans in operation is a protection method for the ventilation that falls within the framework of analytical dimensioning, where an analysis is required to verify the formation. As the name implies, fans in the operating solution are based on the fans continuing to run in the event of a fire, the protection mechanism is that the pressure in the supply air duct must be overcome by the fire pressure before the fire gases can spread. As a calculation basis for the verification, the fire pressure (when sprinklers are not used) amounts to 1500 Pa and the fire gases temperature in the early stage of the fire to 350 ͦ C according to Boverkets “allmänna råd” (BFS 2013: 2) on analytical dimensioning of buildings fire protection (BBRAD3). When using sprinklers, these values are expected to be much lower, which should also change the conditions for fire protection design. Together with the fans in operation method, self-actuating backflow protectors is often used, which completely restricts the flow in the supply air duct when the fire pressure becomes too high and the flow reverses, but these are relatively costly. The thesis mainly aims to investigate whether deviations from the fire technical installation of backflow protection can be made in buildings where sprinklers have been installed. This in the hope of finding more cost-effective solutions and at the same time achieve satisfactory fire protection. To get an answer to if the deviation can be made, the computer programs Fire Dynamics Simulator (FDS), Program Flow System (PFS) and material from an existing project have been used. As a complement, a small literature study has also been done to gain a basic understanding of the underlying theory and to substantiate proposed solutions. Various CFD (Computational Fluid Dynamics) programs are often used in many engineering professions. The basis for the programs is that they are based on flow calculations based on the Navier-Stokes equations. FDS is a CFD program adapted for simulations of fire scenarios. PFS is a ventilation program where flows can be calculated, both during normal circumstances and in the happening of fire. In FDS, a hotel room was built based on the existing project and requirements from BBRAD3. Based on data given in the FDS runs, the fire gas spread via the ventilation system was calculated using PFS. The result shows that a possible design of the ventilation technical fire protection without backflow damper is not possible to achieve a satisfactory fire protection. This is because the spread of fire gases to the adjacent fire compartment exceeded the requirement of 1% of its volume. The results show, however, that there are several different acceptable ventilation technical solutions in the form of an increased capacity of the supply air fan in the event of a fire or by installing a flow adjustment damper on the supply air duct. When applying the flow adjustment damper as a fire technical solution, the result has shown that with a 200 Pa pressure relief on the damper, the fire gas spread is less than the 1% requirement. When the pressure in the supply air ducts becomes higher, the possibility of fire gases spreading becomes more difficult. As the estimated fire gas spread was below the requirements, this solution is also considered to be applicable in buildings that are slightly more airtight than the building studied. A disadvantage, however, is that more powerful fans for the supply air will have to be used, which can increase operating costs and energy use. The other proposed fire technical solution was to increase the capacity of the supply air fan from normal operating function to 350 Pa and 380 Pa pressure effect in the event of a fire. This function is intended to be connected to the building's fire alarm. In the event of a fire, the fire alarm should be activated at an initial stage so that the supply air fan can reach the selected capacity within 44 seconds. Since at 44 seconds the normal pressure drop of 50 Pa in the supply air duct is overcome, which means that fire gas spread from the fire compartment to adjacent fire compartments is initiated. The application of an existing or external supply air fan whose capacity only increases if it is activated by a fire alarm is the report's main solution for maintaining satisfactory fire protection when substituting a backflow damper. This is because the solution is considered to be the most cost-effective. / Att en byggnad omfattas av ett väl anordnat brandskydd är idag en grundläggande förutsättning för en byggnads säkerhet. Ett bra och organiserat brandskydd är även en väsentlig del av en god säkerhetskultur. Av denna anledning är det vanligt att byggnader utrustas med ett högre brandtekniskt brandskydd än vad som är kravställt enligt gällande regelverk. I byggnader som avses för hotellverksamhet finns oftast sprinkler installerat, trots att det inte är kravställt. Fläktar i drift är en ventilationstekniks skyddsmetod som går inom ramen för s.k. analytisk dimensionering, där en analys krävs för att verifiera utformningen. Som man hör på namnet bygger fläktar i driftlösningen på att fläktarna fortsätter att gå vid händelse av brand, skyddsmekanismen är att trycket i tilluftskanalen måste övervinnas av brandtrycket innan spridning kan ske. Som beräkningsgrund vid verifieringen uppgår brandtrycket vanligtvis (när sprinkler ej nyttjas) till 1500 Pa och brandgastemperaturen i branden tidiga stadie till 350 ͦC enligt Boverkets allmänna råd (BFS 2013:2) om analytisk dimensionering av byggnaders brandskydd (BBRAD3). Vid användandet av sprinkler förväntas dessa värden bli mycket lägre, vilket även bör ändra förutsättningarna till brandskyddet utformning. Tillsammans med fläktar i drift nyttjas ofta backströmningsskydd som helt stryper flödet i tilluftskanalen (där risken för brandgasspridning är) när brandtrycket blir för högt och flödet vänder, dessa är dock relativt kostnadsdrivande. Examensarbetet syftar främst på att undersöka om avsteg från den brandtekniska installationen av backströmningskydd kan göras i byggnader där sprinkler har installerats. Detta i hopp om att hitta mer kostnadseffektiva lösningar och samtidigt uppnå ett tillfredställande brandskydd. För att få svar på avsteget kan göras har datorprogrammen Fire Dynamics Simulator (FDS), Program Flow System (PFS) samt material från ett befintligt projekt nyttjats. Som komplement har även en mindre litteraturstudie gjorts för att få grundförståelse för den bakomliggande teorin samt att styrka föreslagna lösningar. Olika CFD-program (Computional Fluid Dynamics) nyttjas ofta inom många ingenjörsyrken. Grunden för programmen är att de bygger på flödesberäkningar som utgår ifrån Navier-Stokes ekvationer. FDS är ett CFD-program anpassat för simuleringar av brandscenarion. PFS är ett ventilationsprogram där flöden kan beräknas, både vid normal- och branddrift. I FDS byggdes ett hotellrum upp utifrån det befintliga projektet samt krav från BBRAD3. Utifrån data givet i FDS-körningarna beräknades brandgasspridningen via ventilationssystemet med hjälp av PFS. Resultatet påvisar att en eventuell utformning av det ventilationstekniska brandskyddet utan backströmningspjäll ej är möjligt för att uppnå ett tillfredställande brandskydd. Detta med anledning av att brandspridningen till intilliggande brandcell översteg kravet på 1% av dess volym. Resultatet visar dock att det finns flera olika godtagbara ventilationstekniska lösningar i form av en ökad kapacitet på tilluftsfläkten vid händelse av brand eller genom en installation av ett injusteringspjäll på tilluftskanalen. Vid tillämpning av injusteringspjäll som brandteknisk lösning har resultatet påvisat att vid en 200 Pa tryckavlastning på spjället understiger brandgasspridningen 1%-kravet. När trycket i tilluftskanalerna blir högre, försvåras möjligheten för brandgaser att sprida sig. Då den beräknade brandgasspridningen understeg kravställningen, anses denna lösning även kunna tillämpas i byggnader som är något tätare än den aktuella byggnaden. En nackdel är dock att kraftigare fläktar för tilluften kommer behöva nyttjas vilket kan öka driftkostnaderna och energianvändningen. Den andra föreslagna brandtekniska lösningen var att öka kapacitet på tilluftsfläkten från normal driftsfunktion till 350 Pa respektive 380 Pa tryckverkan i det fall då brand uppstått, denna funktion är tänkt att vara kopplad till byggnadens brandlarm. Vid händelse av brand bör brandlarmet aktiveras i ett inledande skede så att tilluftsfläkten kan nå utvald kapacitet inom 44 sekunder. Detta med anledning av att vid denna tidpunkt övervinns det normala tryckfallet på 50 Pa i tilluftskanalerna, vilket innebär att brandgasspridning från brandrummet mot intilliggande brandceller inleds. Tillämpningen av en befintlig eller extern tilluftsfläkt vars kapacitet endast ökar i det fall då den aktiveras av ett brandlarm bedöms utgöra rapportens främsta brandtekniska lösning för att upprätthålla ett tillfredställande brandskydd vid substitution av ett backströmningspjäll. Detta då lösningen anses vara den mest kostnadseffektiva samtidigt som det innebär en smidigare tillämpning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-81644 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Rönnberg, Erik, Björnqvist, Elias |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Byggkonstruktion och brand, Luleå tekniska universitet, Byggkonstruktion och brand |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds