Modellering och simulering av den isolerande förmågan i installationsschakt
(2021) In LUTVDG/TVBB VBRM01 20192Division of Fire Safety Engineering
- Abstract (Swedish)
- Inom större byggnader används ofta installationsschakt, vilket är en brandteknisk avskild vertikal förbindelse mellan våningsplan för kanaler av olika media. Genom att använda ett sådant schakt går det att undvika isolering, brand-/brandgasspjäll och liknande åtgärder när rör- och kanalgenomföringar går igenom brandceller. Ofta är schakten avsedda för flera kanaler, då besparingar i form av isolering, rörmanschetter, brand-/brandgasspjäll sker i större kvantiteter.
Då installationsschakt är vanligast i större byggnader innehar installationsschakt oftast en brandteknisk klass på EI 60, det vill säga att schaktets väggar och genomföringar ska förhindra både brand- och brandgasspridning i 60 minuter. Denna brandtekniska klass baseras på... (More) - Inom större byggnader används ofta installationsschakt, vilket är en brandteknisk avskild vertikal förbindelse mellan våningsplan för kanaler av olika media. Genom att använda ett sådant schakt går det att undvika isolering, brand-/brandgasspjäll och liknande åtgärder när rör- och kanalgenomföringar går igenom brandceller. Ofta är schakten avsedda för flera kanaler, då besparingar i form av isolering, rörmanschetter, brand-/brandgasspjäll sker i större kvantiteter.
Då installationsschakt är vanligast i större byggnader innehar installationsschakt oftast en brandteknisk klass på EI 60, det vill säga att schaktets väggar och genomföringar ska förhindra både brand- och brandgasspridning i 60 minuter. Denna brandtekniska klass baseras på brandkurvan enligt ISO-834, som är en testmetod för att till exempel avgöra hur exempelvis en brandteknisk avskiljning hanterar en viss påfrestning.
I dagsläget utförs schaktväggar med samma tjocklek på gips som typiska väggar i brandcellsgräns. Då materialet inom schaktet oftast är obrännbara kanaler (brännbara kanaler/liknande avskiljs brandtekniskt inom schaktet med klass EI 15) finns ingen brandbelastning inom schaktet. Av denna anledning är det möjligt att det nuvarande utförandet av schaktväggar kan vara överdimensionerat.
I ändamålet att analysera när temperaturökningen uppnår 140 ℃ användes i detta arbete två olika mjukvaror för att simulera olika schaktuppbyggnader och kanaldiametrar. Dessa mjukvaror var FDS, Fire Dynamics Simulator, som är ett program för brandgasspridning, och Comsol, en mjukvara med olika moduler för strålning, ledning, elektromagnetism med mera. I båda mjukvarorna simuleras fyra fall, med varierande kanaldiametrar och antal kanaler inom schaktet. Gemensamt för dessa fall var kanalmaterial, typ av gips och tjocklek, och tjocklek på betong vid bjälklagen.
Resultaten för dessa olika metoder skiljde sig kraftigt åt, huvudsakligen på grund av begränsningar i FDS som gjorde att beräkningen av kanalens temperatur (som strålar på schaktets innerväggar) inte var verklighetstrogen. Någon definitiv slutsats kring schaktväggarnas isolerande förmåga inom 60 minuter kunde därmed inte uppnås. Comsol resultaten, i synnerhet i fallet med större schakt (med 4 kanaler eller flera) indikerade att en gipstjocklek på schaktväggen (som håller nuvarande brandtekniska klass EI 30) kan bibehålla sin isolerade förmåga under 60 minuter. Dessa resultat bedöms dock som orealistiska givet kanalens låga temperaturer vid den kraftiga värme som den utsätts för i försöket. Det anses därmed nödvändigt att genomföra försök i fullskala, eller kompletterande beräkningar för att kunna avgöra om schaktväggarnas tjocklek kan reduceras. (Less) - Popular Abstract
- Within larger buildings, shafts for installations are often used as a hub for air ducts and pipes for other medias across different floors of the buildings. The walls of such shafts are currently required, for most cases, to have the same fire protection rating as an ordinary wall. Forshafts which are performed with non-combustible materials, or done with extra fire protection within the shaft, the required class of fire resistance may therefore be unwarranted.
To evaluate if this is the case, computer models of different shafts and ducts were constructed using two different software, FDS and Comsol. These models were used to analyse whether the temperature of the shaft wall reached 160 ℃ (an increase of 140 ℃), after a 60-minute fire... (More) - Within larger buildings, shafts for installations are often used as a hub for air ducts and pipes for other medias across different floors of the buildings. The walls of such shafts are currently required, for most cases, to have the same fire protection rating as an ordinary wall. Forshafts which are performed with non-combustible materials, or done with extra fire protection within the shaft, the required class of fire resistance may therefore be unwarranted.
To evaluate if this is the case, computer models of different shafts and ducts were constructed using two different software, FDS and Comsol. These models were used to analyse whether the temperature of the shaft wall reached 160 ℃ (an increase of 140 ℃), after a 60-minute fire within the ventilation system.
The results of the simulations varied heavily, depending on which software that was used. While the results in Comsol indicated that the requirements on the walls of the shafts can be unwarranted and therefore the thickness of the insulation could be reduced, these are deemed as unrealistic. This is because the measured temperatures of the duct which contains the smoke itself, resulting in lower radiation levels than is expected. For this reason, full-scale experiments are required to make any general conclusion regarding the thickness of the walls for installation shafts. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9066315
- author
- Rosqvist, Christian LU
- supervisor
- organization
- course
- VBRM01 20192
- year
- 2021
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- Installationsschakt, FDS, Comsol, Schaktvägg, Brandteknisk Klass, Brandcell, Isolering
- publication/series
- LUTVDG/TVBB
- report number
- 5646
- other publication id
- LUTVDG/TVBB--5646--SE
- language
- Swedish
- id
- 9066315
- date added to LUP
- 2021-10-05 09:43:38
- date last changed
- 2021-10-05 09:43:38
@misc{9066315,
abstract = {{Inom större byggnader används ofta installationsschakt, vilket är en brandteknisk avskild vertikal förbindelse mellan våningsplan för kanaler av olika media. Genom att använda ett sådant schakt går det att undvika isolering, brand-/brandgasspjäll och liknande åtgärder när rör- och kanalgenomföringar går igenom brandceller. Ofta är schakten avsedda för flera kanaler, då besparingar i form av isolering, rörmanschetter, brand-/brandgasspjäll sker i större kvantiteter.
Då installationsschakt är vanligast i större byggnader innehar installationsschakt oftast en brandteknisk klass på EI 60, det vill säga att schaktets väggar och genomföringar ska förhindra både brand- och brandgasspridning i 60 minuter. Denna brandtekniska klass baseras på brandkurvan enligt ISO-834, som är en testmetod för att till exempel avgöra hur exempelvis en brandteknisk avskiljning hanterar en viss påfrestning.
I dagsläget utförs schaktväggar med samma tjocklek på gips som typiska väggar i brandcellsgräns. Då materialet inom schaktet oftast är obrännbara kanaler (brännbara kanaler/liknande avskiljs brandtekniskt inom schaktet med klass EI 15) finns ingen brandbelastning inom schaktet. Av denna anledning är det möjligt att det nuvarande utförandet av schaktväggar kan vara överdimensionerat.
I ändamålet att analysera när temperaturökningen uppnår 140 ℃ användes i detta arbete två olika mjukvaror för att simulera olika schaktuppbyggnader och kanaldiametrar. Dessa mjukvaror var FDS, Fire Dynamics Simulator, som är ett program för brandgasspridning, och Comsol, en mjukvara med olika moduler för strålning, ledning, elektromagnetism med mera. I båda mjukvarorna simuleras fyra fall, med varierande kanaldiametrar och antal kanaler inom schaktet. Gemensamt för dessa fall var kanalmaterial, typ av gips och tjocklek, och tjocklek på betong vid bjälklagen.
Resultaten för dessa olika metoder skiljde sig kraftigt åt, huvudsakligen på grund av begränsningar i FDS som gjorde att beräkningen av kanalens temperatur (som strålar på schaktets innerväggar) inte var verklighetstrogen. Någon definitiv slutsats kring schaktväggarnas isolerande förmåga inom 60 minuter kunde därmed inte uppnås. Comsol resultaten, i synnerhet i fallet med större schakt (med 4 kanaler eller flera) indikerade att en gipstjocklek på schaktväggen (som håller nuvarande brandtekniska klass EI 30) kan bibehålla sin isolerade förmåga under 60 minuter. Dessa resultat bedöms dock som orealistiska givet kanalens låga temperaturer vid den kraftiga värme som den utsätts för i försöket. Det anses därmed nödvändigt att genomföra försök i fullskala, eller kompletterande beräkningar för att kunna avgöra om schaktväggarnas tjocklek kan reduceras.}},
author = {{Rosqvist, Christian}},
language = {{swe}},
note = {{Student Paper}},
series = {{LUTVDG/TVBB}},
title = {{Modellering och simulering av den isolerande förmågan i installationsschakt}},
year = {{2021}},
}