Dobór mocy pożaru do symulacji CFD oddymiania

Jednym z najważniejszych danych wejściowych do symulacji CFD oddymiania jest moc cieplna pożaru. Ma on wpływ na wartość temperatury gazów oraz na ilość powstającego dymu. Moc pożaru z reguły jest zmienna w czasie. Jego przebieg zależy od rodzaju substancji palnych oraz od ilości dostępnego materiału palnego. Aby przeprowadzić symulację CFD oddymiania należy zaimplementować krzywą pożaru, która z góry będzie determinowała przebieg pożaru. Ważne jest aby krzywa pożaru dosyć dobrze odzwierciedlała rzeczywiste warunki. Jeśli chodzi o budownictwo z reguły wiadomo jakie materiały palne są stosowane i znana jest ich ilość. Zatem można stworzyć krzywe pożaru wzorcowe, które dosyć dobrze odzwierciedlają rzeczywisty pożar dla wybranych zagadnień symulacji CFD.

Krzywa pożaru do symulacji oddymiania garażu
Jeśli chodzi o symulację oddymiania CFD garażu najczęściej rekomendowana jest krzywa zakładająca pożar dwóch samochodów. Jego maksymalna moc 8000 kW osiąga w 900s od rozpoczęcia pożaru. W tym przypadku nie maksymalna moc jest istotna, ale przebieg krzywej w pierwszej części pożaru t.j. do 300-350s pożaru. Bezpieczne warunki ewakuacji ludzi określa się właśnie w tym przedziale czasowym. Na rysunku przedstawiono krzywą pożaru zgodnie ze standardem NBN S 21-208-2:2006 + A1:2008, którą bardzo często stosuje się w Polsce. Zakłada się gęstość mocy pożaru na poziomie 320 kW/m2, współczynnik emisji dymu 0,1kg/kg spalanego materiału, a ciepło spalania 25000 kJ/kg.

Krzywa pożaru do symulacji oddymiania klatki schodowej
Jeśli chodzi o symulację oddymiania CFD pionowych dróg ewakuacyjnych (klatek schodowych) najczęściej stosuje się krzywą pożaru, która nie odzwierciedla rzeczywisty pożar, ale pożar testowy. Taki pożar testowy wywołuje się celowo w badanym obiekcie przy weryfikacji i odbiorze systemu oddymiania klatki. Spełnienie określonych warunków systemu oddymiania, przy założeniu pożaru testowego, jest równoznaczne, że system oddymiania spełni warunki przy rzeczywistym pożarze. System oddymiania dla pożaru testowego powinien być w stanie oddymić klatkę w tempie co najmniej 18s na 1m wysokości klatki. Moc pożaru testowego zgodnie z wytycznymi CNBOP-PIB W-003:2016, powinien trwać 300s. mieć maksymalną moc 63,6kW i przebiegać zgodnie z rysunkiem obok. Gęstość mocy pożaru zakłada się 471kW/m2, współczynnik emisji dymu 0,05kg/kg spalanego materiału, a ciepło spalania 26780kJ/kg.

Krzywa pożaru do symulacji oddymiania korytarza
W przypadku braku określonych charakterystycznych krzywych pożarów, najbezpieczniej jest stosować krzywą wykładniczą. Zmiana mocy pożaru wynika z funkcji kwadratowej gdzie czas jest zmienną x. Dla pomieszczeń biurowych (kilkustanowiskowych) zakłada się, że tempo rozwoju pożaru jest średnie. Oznacza to, że maksymalna moc pożaru 1000kW jest osiągana w 300s. Zakłada się gęstość mocy pożaru na poziomie 250 kW/m2, współczynnik emisji dymu 0,1kg/kg spalanego materiału, a ciepło spalania 24000kJ/kg.