Gazdasági megoldások korszerű mérnöki módszerekkel a tűzvédelemben

Laptop_Mock-Up_Thermische-Analyse

Üresítés_01

A mai modern számítógépes módszerek, az úgynevezett mérnöki módszerek, hatékony eszközök a tűzvédelmi mérnökök rendelkezésére állnak. Ezeknek a mérnöki módszereknek a alkalmazásával lehetőség nyílik arra, hogy a védelmi céloknak megfelelően, a tűzvédelmi koncepció keretében, bizonyítani lehessen a kívánt biztonsági szint betartását – még akkor is, ha az adott tűzvédelmi előírások szigorú követelményeit nem lehet maradéktalanul teljesíteni. A mérnöki módszerek így fenntartható tűzvédelmi megoldásokat tesznek lehetővé új és régi épületek esetében, objektumspecifikusan és egyénre szabva.

Elsősorban az épületek felújítása során lehet ezáltal elkerülni jelentős engedélyezési intézkedéseket, költség- és időmegtakarításokat elérni, így gazdaságos megoldásokat megvalósítani.

Bár a mérnöki módszerek a technika jelenlegi állását képviselik, és a nyilvánosság figyelmének középpontjában az állami épületek növekvő építési költségei állnak, megállapítható, hogy a modern mérnöki módszerek alkalmazásának sokoldalú lehetőségei, valamint ezekből származó előnyök és megtakarítási potenciálok nem mindig kerülnek eléggé a nyilvánosság elé.

Az alábbiakban röviden bemutatjuk ezeket a mérnöki módszereket és a tipikus kérdéseket. A kérdés összetettségétől függően a mérnöki módszereket egyedül vagy kombinálva alkalmazzuk.

Tűz- és füstelszívási szimulációk

Egy fő szempont a tűzvédelmi koncepció hatékonyságával kapcsolatban a menekülési és mentési útvonalak biztonságos járhatóságának biztosítása tűzeset esetén. Biztosítani kell, hogy a tűzeset során kialakuló füstképződés és hőmérsékleti eloszlás mellett is megmaradjon a menekülési és mentési útvonalak járhatósága (személybiztonság igazolása, hatékony oltási intézkedések biztosítása).

A tűz esetén a füst terjedésének értékeléséhez számítógépes alapú tűzszimulációkat alkalmaznak. A tűzszimulációhoz kifejlesztett programok modellezik az épülettüzek áramlásmechanikai és termodinamikai folyamatait. Ennek eredményeként lehetőség nyílik az épületen belüli füstterjedés számítására, a füstképződés helyzetének értékelésére, valamint a hőmérsékleti eloszlás és a hőáramlás számítására.

Milyen kérdések esetén alkalmaznak tűzszimulációkat?

• A hő- és füstelszívási koncepció hatékonyságának ellenőrzése vagy optimalizálása
• Mennyi ideig biztosított a menekülési és mentési útvonalak járhatósága (önmentés és beavatkozás)?
• Milyen hőterhelés éri az üvegfelületeket? / Csökkenthető-e a tűzvédelmi minősítés követelménye az üveg esetében?

Evakuálási szimulációk

Ez személyáramlási elemzéseket takar, amelyek az épület evakuálására összpontosítanak. Figyelembe véve az épület geometriáját, a létező technikai berendezéseket és a menekülő felhasználók várható viselkedését, számítógépes modell segítségével ellenőrizhető az evakuálási útvonalak megfelelősége. Itt elemezhetők a problémás torlódási pontok, és meghatározható az épületek evakuálási ideje. A számítógépes alapú evakuálási szimulációk elismert mérnöki vizsgálati módszert jelentenek a megfelelő menekülési és mentési útvonalak méretezésének igazolására, ha az építési szabályoktól eltérő megoldásokat alkalmaznak.

Milyen kérdések esetén alkalmaznak evakuálási szimulációkat?

• Eltérő mentési utak megléte az épületben, az eltérések indoklására
• Komplex épületek esetében a szűk helyek azonosítása és az evakuálási koncepció optimalizálása
• Az épület vagy részleges evakuálási idő vizsgálata

Termikus elemzések

A termikus elemzések során vizsgálják egy tűzeset hőhatását a tartószerkezetekre. Először kiszámítják az időfüggő hőmérsékleti eloszlást a szerkezeten. Ennek érdekében az objektumspecifikus használat és a meglévő tűzterhelések figyelembevételével meghatároznak egy méretezési tűzhelyzetet, és a számítógépes tűzszimuláció segítségével kiszámítják a füstgázok hőmérsékletét. Egy következő lépésben a füstgáz hőmérséklete alapján számítják ki a hőáramlást a szerkezet felé, és ennek eredményeként a szerkezetben kialakuló hőmérsékleti eloszlást. A számítások eredményeként a szerkezet keresztmetszetében megállapítható, hogy a kiszámított hőmérsékletek kritikus vagy nem kritikus értékek-e az adott szerkezet (pl. födémszerkezet) esetében.

Milyen kérdések esetén alkalmaznak termikus elemzéseket?

• Régi épületek felújítása (pl. iskolák stb.) vagy az épületek újrahasznosítása során gyakran felmerül a kérdés, hogy a szerkezetek vagy azok részei nem felelnek-e meg a követelményeknek:
• A hatályos építési engedélyben foglalt szigorú előírásoknak,
• az építési szabályzatnak, vagy
• az aktuális szabványoknak (pl. túl kevés betonfedés a betongerendák esetében).
• Elégséges-e a szerkezetek tűzvédelmi minősége a védelmi célok eléréséhez?

Összegzés és következtetések

A mérnöki módszerek alkalmazása a tűzvédelemben lehetővé teszi számos tűzvédelmi kérdés vizsgálatát. A gyakorlat azt mutatja, hogy sok szinten érdemes lehet a mérnöki módszereket modern és korszerű eszközként beépíteni a folyamatba (erőteljesebben).

Az objektumspecifikus védelmi célok mérnöki módszerekkel történő igazolásával például

• az épületek felújítása során gyakran elkerülhetők a jelentős engedélyezési intézkedések,
• jobb döntéstámogatási alapokat lehet biztosítani (az intézkedések összevetésével) minden érintett számára a tervezés során, és
• erre alapozva erőforrás-kímélő, fenntartható és gazdaságos megoldások valósíthatók meg új és meglévő épületeknél.

 Szerzők:

Dipl.-Ing. Patrick Frey
Mérnöki módszerek vezetője
Sinfiro GmbH & Co. KG

David Binder
Bachelor of Engineering (Repülőgépek és űrtechnika)
Sinfiro GmbH & Co. KG

Dipl.-Ing. (FH) Ralf Galster
Tűzvédelmi szakértő a VwV Brandschutzprüfung szerint
Ügyvezető igazgató, Sinfiro GmbH & Co. KG