1. No category

Savunpoiston mitoitus Pekka Kallioniemi
Piikallio Oy
Finnbuild 2014
Helsinki 3.10.2014
Kera Group, Finland
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
1
Esitelmän pääaiheet
• Savunpoiston mitoitusmenetelmät
•
•
•
•
•
•
Savunpoiston tarkoitus
Savunpoiston toimintaperiaatteet
Savunpoistotasot
Mitoitusmenetelmät eri savunpoistotasoissa
Savulohkot
Savunpoistoluokat
• Laskentaohjelma
• Ohjelman kuvaus
• Esimerkkejä
• Tarkemmat mitoitusmenetelmät
• Yhteenveto Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
2
Savunhallinta eri palon vaiheissa
Tarkoitus ja laitteiden toimintaedellytykset
Painovoimainen savunpoisto
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
3
Savunpoiston tehtävät
• Poistaa savukaasuja
• Poistaa lämpöä
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
4
Rakennuksen eri tilojen savunpoistotasot, RIL 232‐2012
E1, Kohta 11.4.1 Rakennukseen tulee suunnitella ja rakentaa sen eri tiloihin soveltuva riittävä mahdollisuus savunpoistoon.
• Savunpoistotason I tilat
Normaalit ikkunat ja ovet
Pinta‐alavaatimukset • Palokunnalla mahdollisuus
savunpoistoon
• Savunpoistotason II tilat
• Savunpoistolaitteisto helpottaa
palokunnan toimintaa
• Kohta 11.4.4 ”Mikäli perustellut syyt sitä vaativat…
• Savunpoistotason III tilat
• Automaattinen savunpoisto turvaa
ihmisten poistumista
• Kohta 11.4.5 …helpotuksia
5.3.2014
Savunpoistolaitevaatimuk‐
set perustuvat ensisijaisesti
pelastustyöhön
CE‐merkityt luukut
Savunpoistolaitevaatimuk‐
set perustuvat ensisijaisesti
poistumisen turvaamiseen
CE‐merkityt luukut
Savunpoiston mitoitus, P Kallioniemi
5
Savunpoiston mitoitusmenetelmät
Taso I Savunpoistoalojen ja ilmavirtojen arviointi
• Prosenttimitoitus (E2:een ja E4:een perustuva)
• Savutuuletuksen mitoittaminen • Savun laimentaminen, ilmanvaihtokerroin
Taso II
Yksinkertaisiin kaavoihin perustuva mitoitus
Taso III
Oletettuun palonkehitykseen perustuva mitoitus
• Vakiopalo
• Muuttuva palo
• Palon simulointi
5.3.2014
Savunpoiston mitoitus, P Kallioniemi
6
Savunpoistolaitteiden mitoitusohjeet Suomessa
• RIL 232‐2012 ”RAKENNUSTEN SAVUNPOISTO Suunnittelu, toteutus ja ylläpito” • Sisältää yksinkertaiset mitoitustapaukset standardista CEN/TR 12101‐5 • RIL 221‐2003 "PALOTURVALLISUUS‐SUUNNITTELU, Oletettuun palon kehitykseen perustuva suunnittelu ja ratkaisuesimerkit”
• CEN/TR 12101‐5 ”Smoke and heat control systems –Part 5: Guidelines on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat exhaust ventilation systems”
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
7
Vakiopalotehoon perustuvan laskentamenetelmän kelpoisuus
Rak MK E1 kohta 1.3.2
• Paloturvallisuusvaatimuksen katsotaan täyttyvän myös, mikäli rakennus suunnitellaan ja rakennetaan perustuen oletettuun palonkehitykseen, joka kattaa kyseisessä rakennuksessa todennäköisesti esiintyvät tilanteet. Vaatimuksen täyttyminen todennetaan tapauskohtaisesti ottaen huomioon rakennuksen ominaisuudet ja käyttö.
Ohje
• Suunnittelussa käytetään menetelmiä, joiden kelpoisuus on osoitettu Eurooppalaisten (EN) ja kansainvälisten (ISO) standardien mukaisten koe‐ ja laskentamenetelmien voidaan olettaa täyttävän kelpoisuusvaatimukset, mikäli sovellus on ko. menetelmän pätevyysalueella.
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
8
Savunpoiston tarkoitus ja toiminta
Ei toimi
• Ihmisten poistumisen turvaaminen
• Savuton vyöhyke poistumisvaiheen aikana
• Palokunnan toiminnan helpottaminen
• Ihmisten pelastaminen
• Pelastushenkilöiden turvallisuuden parantaminen esim. savukaasuräjähdyksen estäminen
• Omaisuus‐ ja ympäristövahinkojen vähentäminen
Toimii
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
9
Savulohkot painovoimaisessa savunpoistossa
Tarkoitus
• Poistumisen turvaaminen
• Savun leviämisen estäminen
• Savukerroksen painumisen estäminen
Enimmäismitat
• Enimmäispinta‐ala 2000 m2
• Atriumtilassa 1000 m2
• Enimmäispituus 60 m
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
10
Vakiopaloon perustuva mitoitus
• Savunpoistotason III perusmitoitusmenetelmä
• Kaavamitoituksen kaavat perustuvat
vakipalomitoitukseen
• Palosimulointiin perustuvassa paloteknisessä suunnittelussa savunpoistolaitteet mitoitetaan aluksi vakiopalotehoon perustuvalla menetelmällä
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
11
Vakiopaloon perustuva mitoitus; Yksihuonemalli RIL 232: Korvausilma‐aukkojen ala =Savunpoistoaukkojen ala Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
12
Suunnittelukriteerit
• SAVUKERROKSEN LÄMPÖTILA ENINTÄÄN • Henkilöturvallisuus poistumisessa 200 oC
• Tarkoituksena estää lieskahdus
550 oC
• SAVUTTOMAN VYÖHYKKEEN VÄHIMMÄISKORKEUS (Z)
• Poistumisreiteillä
3 m
• Toimisto‐ asuin‐ majoitustiloissa 2,5 m
• Matalissa tiloissa (alle 2,5 m) 0,8 * huonekorkeus
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
13
Mitoituspalo: Määritettäessä savunpoistoaukkopinta-alaa CFDlaskelmia varten mitoituspalon parametrit
arvioidaan CFD-laskelmien palokäyrästä
RIL 232‐2012 Vakiopalotehomitoitus
•
•
•
Alla olevassa taulukossa on oletusarvot, jotka tarkistetaan tapauskohtaisesti
Varastointikorkeuden vaikutus lasketaan standardin CEN/TR 12101-5 mukaisesti
Taulukossa parametrien tavanomaiset arvot
Savunpoisto Palon
-luokka
pinta-ala
Af, (m2 )
Palon piiri
pf, (m )
Palon tiheys
kW/m2
SL1
9
10
400
SL2
25
20
400
SL3
40
25
500
SL4
90
40
500
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
14
Mitoituspalon tiheys, pinta-ala ja piiri asuin-, liike-,
majoitus- ja julkisissa rakennuksissa
Käyttötarkoitus *)
Palon pinta-ala Palon piiri
Af, (m2 )
pf, (m )
Palon tiheys
(kW/m2)
Myymälät
NRS
FRS
ES
10
5
Koko tilan ala
12
9
Aukon leveys
625
625
1200
Toimistot
NRS
ES
L
16
47
Koko tilan ala
14
24
Aukon leveys
255
255
255
Hotellihuone
NRS
ES
16
Koko tilan ala
14
Aukon leveys
200
100
10
12
400
Autohalli, 1 palava auto
*) NRS= Normaalisprinkleri
FRS = Nopeasti toimiva sprinkleri
ES = Ei sprinkleriä
L= Lieskahdus, täysin kehittynyt palo
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
15
Korvausilma‐aukot
• Automaattisesti aukeavat ovet, ikkunat tai luukut
• Korvausilma‐aukkojen pinta‐ala vähintään savunpoistoaukkojen pinta‐ala • Ilmavirtauksen nopeus enintään • Yleensä enintään 6,5 m/s
• Poistumisreitillä enintään 5 m/s
• Palosavulohkossa aukon yläreunan etäisyyden ollessa • alle 2 m enintään 3 m/s • alle 1 m enintään 1 m/s
• Jos koneellinen savunpoisto: Korvausilma‐aukkojen tulee avautua ennen savunpoistopuhaltimien käynnistymistä
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
16
Piisami:
Savunpoiston mitoitusohjelma sisältää
Mitoitussivun
Lähtötietokentät, joissa opastus
Tulosalueet, joissa selostus
Lopullisen mitoituksen alue, joissa opastus ja selostus
Raporttisivun mitoituksen lopputulokselle
Kohde‐ ja tekijätiedot
Lähtötiedot ja laskennan tulokset
Selostukset ja perustelut
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
17
Piisami:
Savunpoiston mitoitussivu
1 vaihe:
Valitaan savunpoistotaso
2 vaihe:
Koneellisen ja painovoimaisen savunpoiston mitoitus
• Samoilla lähtötiedoilla samanaikaisesti 3. vaihe
Lopullinen mitoitus
• Valitaan savunpoistolaitteisto
• Määritetään korvausilma‐aukkojen tyypit, pinta‐alat ja sijainnit
• Lasketaan lopullinen savunpoistopinta‐ala ja luukkujen vähimmäismäärä
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
18
Kauppakeskusesimerkki
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
19
Esimerkki (laskettu FDS 5 ohjelmalla)
Tilanne 10 minuutin kuluttua palon alusta
SAVUSULKUJEN KORKEUS 4,5 M –> savuton vyöhyke 3,1 m
SAVUNPOISTOLUUKUT 1,0 * 1,5 m, 6 kpl = 9 m2
Aerodynaamisesti vapaa pinta‐ala n. 6 m2
KORVAUSILMA‐AUKOT 2 * 4 m, 2 kpl = 16 m2
Sprinklerin laukeaminen 264 s, jonka jälkeen paloteho kasvaa vielä kaksinkertaiseksi Maksimipaloteho (HRR) on 9,6 MW
Konvektiivinen osa maksimipalotehosta 4 MW
Aerodynaamisesti vapaa pinta‐ala n. 11 m2
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
20
Kasvavaan palotehoon perustuva mitoitus
Kauppakeskus; CENTR‐ 12101‐5,Table 1 Natural ventilation
Smoke temperature Ts oC
250
Fire perimeter 14 pf, m
Convective heat flux Q, MW 6,0
Design fire
12
5,0
pft
10
Q
Powered ventilation
Smoke temperature Ts oC
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 7 7 2 3 4 5 6 7 8 9 30
4,0
8
3,0
Smoke free height, m
6
8,0
2,0
4
1,0
2
0,0
0
0
2
4
6
8 10 2
4
6
8 20 2
Time, min
Finnbuild 2014, Kera Group
4
6
8
7,0
Smoke free height, m
8,0
Powered vent. ventilation
7,0
6,0
6,0
5,0
5,0
4,0
4,0
3,0
3,0
2,0
2,0
1,0
1,0
0,0
0,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 7 7 2 3 4 5 6 7 8 9 30
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30
21
Savusulku määräytyy kulkukorkeudesta
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
22
Ote mitoitussivusta
tilan savunpoistotaso III
Lähtötietoalue
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
23
Ote mitoitussivusta
tilan savunpoistotaso III
Tulosalue
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
24
Ote mitoitussivusta
tilan savunpoistotaso III
Mitoitusalue
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
25
Piisami:
Savunpoiston raporttisivut
Valitulle laitteistolle raporttisivu, jossa
• Lähtötiedot
• Laskennan välivaiheet • Lopputulokset
Raportissa näkyy viittaukset RIL 232‐2012 kirjaan ja muihin lähteisiin, joihin laskenta perustuu
• Luvut, kohdat, kaavat ja taulukot
Raportin jokaiselle riville selostusteksti, joka tulee haluttaessa näkyviin.
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
26
Ote raporttisivusta
Finnbuild 2014, Kera Group
tilan savunpoistotaso II
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
27
Lähdeviitteitä:
• Standardi EN 12101 • RIL 221‐2003: Paloturvallisuussuunnittelu: Oletettuun palonkehitykseen perustuva suunnittelu ja ratkaisuesimerkit
• RIL 232‐2012 ”RAKENNUSTEN SAVUNPOISTO Suunnittelu, toteutus ja ylläpito”
• Tietokoneohjelma savunpoiston mitoittamiseksi. Pekka Kallioniemi, email: [email protected]
Finnbuild 2014, Kera Group
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
28
Piisami:
Tutustumistarjous ja tilaukset
Osoitteesta: [email protected]
Tutustumisaika:
1 kk veloituksetta
Voimassaoloaika: Tilauspäivästä 1 vuosi
Hinta:
Jatkotilaus:
Finnbuild 2014, Kera Group
100 €/vuosi
Ajantasaistettu versio 100 €/vuosi
Savunpoiston mitoitus, Pekka Kallioniemi
29