Ekonomická řešení pomocí moderních inženýrských metod v požární ochraně

Laptop_Mock-Up_Thermische-Analyse

Vyklízení_01

Požární inženýři dnes mají k dispozici moderní počítačem podporované metody, takzvané inženýrské metody, jako účinné nástroje. Použitím těchto inženýrských metod je možné prokázat dodržování požadované úrovně bezpečnosti cíleně v rámci požárního ochranného konceptu – i v případě, že nelze splnit předpisové požadavky příslušných požárních předpisů. Inženýrské metody tak umožňují navrhovat udržitelná řešení požární ochrany pro novostavby i starší budovy, specifická pro objekt a na míru.

Obzvláště při sanaci stávajících budov lze tímto často zabránit rozsáhlým opatřením k povolení, dosáhnout úspor nákladů a času a tím realizovat ekonomická řešení.

Ačkoliv inženýrské metody představují stav techniky a rostoucí náklady na výstavbu veřejných budov jsou aktuálně v centru pozornosti médií, je zjištěno, že rozmanité možnosti použití moderních inženýrských metod a z nich plynoucí výhody a úspory nejsou veřejnosti vždy dostatečně známy.

Následuje stručné představení těchto inženýrských metod a typických otázek. V závislosti na složitosti otázky jsou inženýrské metody používány samostatně nebo v kombinaci.

Simulace požáru a odvětrávání

Hlavním kritériem účinnosti požárních konceptů je zajištění bezpečné průchodnosti únikových a záchranných cest v případě požáru. Je nutné zajistit, že situace s kouřem a rozložením teploty, která nastane při požáru, zachová průchodnost únikových a záchranných cest (důkaz bezpečnosti osob, zajištění účinných hašení).

Pro posouzení šíření kouře při požárech v budovách se používají počítačové simulace požáru. Programy speciálně vyvinuté pro simulaci požáru modelují proudové a termodynamické procesy požáru v budově. Díky tomu je možné vypočítat šíření kouře v budově pro posouzení vzniklé situace s kouřem a výpočet rozložení teploty nebo tepelného toku.

U jakých otázek se používají simulace požáru?

• Pro kontrolu účinnosti nebo optimalizaci koncepce odvodu tepla a kouře
• Jak dlouho je zajištěna průchodnost únikových a záchranných cest (samostatné zachránění a zásah)?
• Jaké je tepelné namáhání skla? / Lze snížit požárně technickou kvalitu skla?

Simulace evakuace

Jedná se o analýzy toků osob s důrazem na evakuaci budovy. Při tom lze s ohledem na geometrii budovy, technické vybavení a očekávané chování evakuujících uživatelů budovy provést kontrolu únikových a záchranných cest pomocí počítačového modelu. Problematická místa s dopravními zácpami lze analyzovat a odhadnout dobu evakuace budovy. Počítačem podporované simulace evakuace představují uznávaný inženýrský postup pro prokázání dostatečného rozměrování únikových a záchranných cest při odchýlení od stavebního řádu.

U jakých otázek se používají simulace evakuace?

• Při odchylkách od stávajících únikových cest k odůvodnění odchylek
• U složitých budov k identifikaci úzkých míst a optimalizaci evakuačního konceptu
• Pro zkoumání doby evakuace budovy / části budovy

Tepelná analýza

Pomocí tepelné analýzy se zkoumá tepelný vliv požáru na nosné konstrukce. Nejprve se vypočítá časově závislé rozložení teploty v konstrukci. K tomu se s ohledem na specifické využití objektu a existující požární zátěže definuje posuzovací scénář požáru a vypočítají se výsledné teploty kouřových plynů pomocí počítačem podporované simulace požáru. V dalším kroku se na základě teplot kouřových plynů vypočítá tepelný tok do konstrukce a rozložení teploty v konstrukci. Na základě vypočítaného časově závislého rozložení teploty v průřezu konstrukce lze posoudit, zda jsou výsledné teploty pro zkoumanou konstrukci (například podlaha) v kritické nebo ne kritické oblasti.

U jakých otázek se používají tepelné analýzy?

• Při sanacích stávajících budov (například školy apod.) nebo při přestavbách stávajících budov se často setkáváme s tím, že části konstrukce nebo části nosné konstrukce nesplňují
• předpisové požadavky platného stavebního povolení,
• stavební předpisy nebo
• aktuální normy (například nedostatečná betonová krytí u betonových stropů).
• Je požárně technická kvalita konstrukcí dostatečná vzhledem k naplňování cílů ochrany?

Souhrn a závěr

Použití inženýrských metod v požární ochraně umožňuje zkoumat širokou škálu otázek týkajících se požární ochrany. Praxe ukazuje, že je na mnoha úrovních výhodné začlenit inženýrské metody jako moderní a aktuální nástroj (více) do procesu plánování.

Pomocí inženýrského důkazu a dodržení specifických cílů ochrany prostřednictvím inženýrských metod lze například:

• při sanacích stávajících budov často zabránit rozsáhlým opatřením k povolení pomocí výpočtového důkazu,
• poskytnout lepší rozhodovací základy (porovnáním možných opatření) všem zúčastněným na plánování a
• tak dosáhnout úsporných, udržitelných a ekonomických řešení u novostaveb i starších budov.

 Autoři:

Dipl.-Ing. Patrick Frey
Vedoucí oddělení inženýrských metod
Sinfiro GmbH & Co. KG

David Binder
Bakalář inženýrství (letectví a kosmonautika)
Sinfiro GmbH & Co. KG

Dipl.-Ing. (FH) Ralf Galster
Odborný posuzovatel požární ochrany podle VwV Brandschutzprüfung
Jednatel Sinfiro GmbH & Co. KG