Odborný seminář k požární zkoušce osobního automobilu. Lukáš Ferkl ředitel UCEEB

Transkript

1 Odbrný seminář k pžární zkušce sbníh autmbilu Lukáš Ferkl ředitel UCEEB

2 Organizace pžární zkušky sbníh autmbilu Marek Pkrný pžární labratř UCEEB

3 Kde, c a jak? UCEEB příchd UCEEB prstr semináře prstr zkušky vjezdvá brána místní kmunikace (pzr při phybu p vzvce!) 02 E při návratu na UCEEB (exkurze) je nutn znvu prjít vrátnicí E 3

4 Kde, c a jak? vzrek (Škda Fabia II Cmbi) věže pr uchycení čidel větrná zástěna chranné pásm (15,0 m) prstr pr HZS prstr pr diváky převládající směr větru příchd d UCEEB 4

5 Pžární zkuška a bezpečnstní pkyny sbní autmbil Škda Fabia II Cmbi iniciace pžáru: pd vzidlem 15 litrů autmbilvéh benzinu kmentář v průběhu zkušky: prf. František Wald přítmnst HZS a zdravtníh pracvníka bezpečnstní vzdálenst 15 m pzr při phybu p vzvce a na terénu dpručená chrana čí 5

6 C se všechn bude měřit? teplta a tepelný tk v klí teplta uvnitř autmbilu hmtnstní úbytek šíření kuře a analýza plynů + sledvání chvání vzrku (kamery, termvize ) atd. více v jedntlivých prezentacích 1 m 2 m 3 m 4m 1,5 m 1,5 m 2m 2 m 6

7 Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv Děkuji Vám za pzrnst! Marek Pkrný pžární labratř UCEEB

8 Ničivé účinky pžárů mtrvých vzidel na jejich sádku Ott Dvřák Fakulta dpravní ČVUT v Praze

9 Obsah prezentace Statická analýza četnsti pžárů a nehd sbních autmbilů v ČR z výběru dat z datatabází MV GŘ HZS a Plicejníh prezídia PČR Charakteristika ptenciálních ničivých účinků pžárů mtrvých vzidel na jejich sádku a klí. Cíle připravené pžární zkušky s autmbilem Škda Fabia II Systém měření ČVUT FD při pžární zkušce Základní bezpečnstní pkyny pr účastníky pžární zkušky 9

10 Nebezpečí pžárů a nehd OA v ČR lze dkladvat údaji z br. č. 1 - č. 5: y = 36,691x ,6 R² = 0, četnst Obr. č. 1 Rční celkvé četnsti pžárů sbních autmbilů v ČR za bdbí [1] rk 10

11 Nebezpečí pžárů a nehd OA v ČR lze dkladvat údaji z br. č. 1 - č. 5: y = -0,3152x + 160,53 R² = 0,0849 četnst y = -1,4424x + 33,533 R² = 0, rk Obr. č. 2 Rční celkvé četnsti usmrcených (U) a zraněných (Z) sb d pžárů OA v ČR za bdbí [1] 11

12 Nebezpečí pžárů a nehd OA v ČR lze dkladvat údaji z br. č. 1 - č. 5: y = 1474,1x ,9x R² = 0,8843 četnst Obr. č. 3 Rční celkvé četnsti nehd OA bez přívěsu a s přívěsem v ČR za bdbí vyšetřvaných PČR [2] rk 12

13 Nebezpečí pžárů a nehd OA v ČR lze dkladvat údaji z br. č. 1 - č. 5: mil. Kč y = -1,8189x ,971x + 94,29 R² = 0, Obr. č. 4 Přímé škdy d pžárů OA v ČR za bdbí [1] rk 13

14 Nebezpečí pžárů a nehd OA v ČR lze dkladvat údaji z br. č. 1 - č. 5: pčet OA y = -922,94x x + 2E+06 R² = 0, Obr. 5 Pčet OA registrvaných v ČR d 1988 d 6/2014 [3] V ČR vzrstl pdle dat EU v jedntkách pkm pdíl vnitrstátní přepravy sb ze 73,8 % v r na 74,8 % v r [4]. 14

15 Ničivé účinky pžárů OA na sádku a klí a) intxikace zpldinami hření Látka PEL (mg/m 3 ) NPK-P (mg/m 3 ) CO CO NO x SO HCl, HF 8, , 2.5 HCN 3 10 HCHO (frmaldehyd) 0,5 1 CH 3 CHO (acetaldehyd) CH 3 CHCN (akrylnitril) 2 6 C 2 H 12 (benz(a)pyren) 0,005 0,025 Tab. č. 1 Limitní hdnty PEL a NPK-P vybraných plynů a par [5] 15

16 Ničivé účinky pžárů OA na sádku a klí b) tepelné půsbení plamenů a hrkéh kuře Q (kw/m 2 ) účinky 1 Jak u slun. záření v trpech 2,5 30 min snesitelnst kůže 5 Puchýře d 30 s 8 Pčátek samv. vznícení dřeva 9,5 Dsažení prahu blestivsti d 6 s 90 Okamžitá destrukce kůže Tab. č. 2 Fyzipatlgické účinky tku tepla sáláním na lidsku pkžku [6] c) ztráta viditelnsti p zakuření vnitřních prstr kabiny viditelnst: vyjadřuje se v m (m), sučinitel útlumu vm -1. pacita kuře (O): míra útlumu paprsku světla pršléh vrstvu kuře ptická hustta kuře (D): dekadický lgaritmus pacity v zakuřeném prstru s D = 0,5 klesá rychlst úniku na 0,3 m/s 16

17 Ničivé účinky pžárů OA na sádku a klí d) udušení pr nedstatek kyslíku v zasažené kabině O 2 (% bj.) účinek 17 snížení nč. vidění, zrychlení dechu a tepu 16 závratě 15 ztráta sudnsti a pzrnsti 12 ztráta krdinace phybu, ztráta vědmí, nevratná pškzení mzku 10 neschpnst phybu, zvracení 6 nepravidelné dýchání, křečvité phyby, smrt d (5-8) min Tab. č. 3 Účinek nižšíh bsahu kyslíku ve vzduchu na sby [6] e) škdlivý účinek aerslvých částic v kuři f) účinky případnéh výbuchu 17

18 Hlavní cíl připravené pžární zkušky Hlavním cílem ZP [7] je ppsat a dkladvat měřením vybraných veličin ničivé účinky pžárů s. autmbilů na jejich sádky a klí Full-scale pžární zkuška s nvým OA Škda Fabia II Cmbi, realizvané za definvaných pdmínek na tevřeném prstranství v areálu UCEEB v Buštěhradu Nezanedbatelné rizik představuje parkvání OA ve městech za sebu v ulicích a ve vzdálenstech 2-5 m d bytných budv 18

19 Dílčí cíle připravené pžární zkušky měření v definvaných pzicích: tepelné prjevy pžáru: tepltní ple, hustta tku tepla, rychlst vývinu tepla (HRR), pikvá hdnta HRR, dba dsažení pikvé hdnty HRR a celkvé mnžství uvlněnéh tepla, tvrbu kuře: knkrétně pticku husttu kuře resp. pacitu, vzrkvat a analyzvat emise pžáru na bsah txikantů (plutantů): CO, CO 2, SO 2, NO x, HCN, HX (halgenvdíky), příp. vybrané VOCs, PTBs, PCDDx a PCDFx, mete-situace (rychlst a směr prudění, tepltu vzduší a barmetrický tlak) v blízksti vzidla před a p PZ 19

20 Dílčí cíle připravené pžární zkušky dkumentace průběhu PZ: ftgrafie, vide pčítačvá simulace PZ: validace výpčtů na základě prvnání vypčtených a naměřených dat zpráva s pdrbným vyhdncením a návrhy patření na: snížení nebezpečí pžáru s. autmbilů pr cestující a živtní klí na tevřeném prstranství a v silničním tunelu. Dpručení týkající se knstrukce vzidla prjednat s výrbcem autmbilu, využití pr ptřeby výuky na ČVUT FD a FSv, pznatky publikvat v dbrném časpisu. 20

21 Systém měření ČVUT FD při PZ termčlánky typu K vzrkvání a analýza plynů v pzicích 21

22 Základní bezpečnstní pkyny tác s BA pd vzidlem bude zapalvat příslušník HZS v chranném děvu pmcí pchdně. zkušku bude řídit prf. F. Wald. Pkyny Vám sdělí v případě ptřeby megafnem. V případě ptřeby hasebníh zásahu předá řízení veliteli přítmné jedntky pr případné prvtní zdrav. šetření bude přítmen zdrav. pracvník UCEEB. 15 m 15 m páska 22

23 Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv Děkuji Vám za pzrnst! Ott Dvřák Fakulta dpravní ČVUT v Praze

24 K zatížení stavebních knstrukcí hřícím autmbilem František Wald, Petr Hejtmánek, Marek Pkrný Fakulta stavební ČVUT v Praze

25 Mtivace prezentace Seznámení s tázkami hření sbníh autmbilu při pžárním návrhu stavebních knstrukcí Parkviště Otevřené Uzavřené Tunely Silniční Železniční 25

26 Stavařské pznatky ze zkušky Stanvení rychlsti uvlňvání tepla Rzvj a šíření kuře Nejčastější příčiny pžáru autmbilů Prasklá hadice prvzních kapalin Zkrat na elektrinstalaci Únik phnných hmt 26

27 Obsah prezentace Pžární zatížení hřícím autmbilem Mdelvání pžáru sbníh autmbilu Návrh knstrukcí zatížených pžárem Cíle zkušky Validace numerických mdelů Měření úbytku hmtnsti Shrnutí 27

28 Rychlst uvlňvání tepla HRR Heat Release Rate Energetický ppis hření při pžáru autmbilu pr pžární návrh knstrukce Základní pžárně-technická charakteristika [MJ]

29 Zjišťvání HRR Kalrimetrem Kónickým / nábytkvým / velkrzměrvým Výpčet z kncentrace kyslíku při sptřebě 1 kg kyslíku se uvlní cca 13,1 MJ 13,1 1 Úbytkem hmtnsti při znalsti výhřevnsti vzrku pr hetergenní materiál z výhřevnsti a hmtnst vzrků CFD simulací dynamicku analýzu plynů při znalsti pžárně-technických charakteristik

30 Mdelvání pžáru Výdejem energie Rychlstí uvlňvání tepla HRR HRR [W] Pžární zkuška vzidla (1990) Jyeux a kl, Demnstratin f real fire tests in car parks and high buildings Klasifikace Třídy sbních aut (1 až 5) Pdle veliksti Fabia třída 1 Mdely Jedn vzidl Dvě vzidla Více vzidel Čas [s] Zha a Kruppa, Structural behaviur f an pen car park under real fire scenaris 30

31 Návrh knstrukce POŽÁRNÍ SCÉNÁŘE MODEL POŽÁRU PŘESTUP TEPLA NÁVRH KONSTRUKCE 31

32 Návrh knstrukce H a H f POŽÁRNÍ SCÉNÁŘE D MODEL POŽÁRU PŘESTUP TEPLA NÁVRH KONSTRUKCE 32

33 Návrh knstrukce POŽÁRNÍ SCÉNÁŘE MODEL POŽÁRU PŘESTUP TEPLA NÁVRH KONSTRUKCE 33

34 Návrh knstrukce POŽÁRNÍ SCÉNÁŘE MODEL POŽÁRU PŘESTUP TEPLA NÁVRH KONSTRUKCE 34

35 Cíle zkušky Pr validaci numerických mdelů při hření sučasnéh sbníh autmbilu změřit Šíření plamene v interiéru auta Rychlst uvlňvání tepla Rzvj tepltníh ple v interiéru a blízkém klí Hustta tku tepla Optická hustta kuře Kncentrace prduktů hření 35

36 Úbytek hmtnsti Měření úbytku hmtnsti Vážením v čase Tři pdpry Silměry - přesnst ±100 g Výhřevnst materiálů Materiály v autě ppsány výhřevnstí a hmtnstí Určení času hření Termvizní a videkamery 36

37 Shrnutí Pžární zatížení hřícím autmbilem Základ návrhu pžární dlnsti knstrukcí Numerické mdely validvané na experimentu pr výpčet v jiných krajvých pdmínkách Parkvišti Tunelu Pr stavební výpčty se pžár ppisuje rychlstí uvlňvání tepla HRR HRR je jednu z tázek dnešníh experimentu Halada a kl, Cmputer Mdelling f Autmbile Fires 37

38 Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv Děkuji Vám za pzrnst! František Wald Fakulta stavební ČVUT v Praze

39 Způsby měření při zkušce pžáru autmbilu Ondřej Suchý Technický ústav pžární chrany, Praha

40 Měřené veličiny při ZP a systém měření - TÚPO Technický ústav pžární chrany bude měřit: tepltní ple jak tepltu vzduší v průběhu ZP v definvaných pzicích (x, y, z) pmcí 20 ks termčlánků typu K. tepltní ple bude dále snímat termvizní kamera FLIR S65. ple hustt tku tepla ve čtyřech pzicích radimetry St-Bltz, 4 ks na železných stjanech s prpjením na tlakvé zásbníky s vdu ke chlazení. kncentraci vybraných txikantů ve vzrkvaném vzduší dběrvu sndu umístěnu v autmbilu s následnu (1) analýzu plynů (CO, CO 2,O 2, SO 2, NO a NO 2 ) pmcí analyzátru plynů TESTO 350XL a (2) analýzu VOC debraných pmcí srpčních trubiček ORBO. rychlsti prudění vzduší v blízksti ZP pmcí anemmetru d firmy Ahlbrn. 40

41 Tepltní ple a hustta tku tepla 20 termčlánků typu K, 4 radimetry typ SBG , pužití měřicí ústředny ALMEMO mžnst až 100 měřicích vstupů, aut s měřidly červené bdy dpvídají termčlánkům, mdré radimetrům. 1 m 2 m 3 m 4m 1,5 m 1,5 m 2m 2 m 41

42 Tepltní ple termvizní kamera FLIR S65, dnímatelný 4 LCD mnitr, 4 tepltní rzsahy, pr účely ZP vhdný rzsah (0-500) C (fáze rzhřívání) a rzsah ( ) C, sběr dat prstřednictvím připjenéh ntebku, rzlžení teplt je znázrněn prstřednictvím barev. 42

43 Kncentrace vybraných txikantů dběrvu sndu umístěnu v autmbilu a následnu analýzu: 1) plynů (CO, CO 2, O 2, SO 2, NO a NO 2 ) pmcí analyzátru plynů TESTO 350XL, 2) analýzu VOC debraných pmcí srpčních trubiček ORBO

44 Rychlst prudění vzduší pmcí anemmetru d firmy Ahlbrn typ FVA935-TH5, rzsah měření je d 20 m.s

45 Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv Děkuji Vám za pzrnst! Ondřej Suchý Technický ústav pžární chrany, Praha

46 Pžární výzkum v UCEEB rm crner test Eva Caldvá pžární labratř UCEEB

47 Pžární zkušky v praxi Exteriérvé velkrzměrvé zkušky na mdelech reálných bjektů (tzv. full-scale testy) pžární dlnst dílčích knstrukčních prvků a samstatně stjících bjektů pžární dlnst budvy Interiérvé labratrní zkušky v pžární labratři (tzv. rm crner test ) reakce na heň specifických výrbků pr pvrchvé úpravy plše až 35 m 2 (stěn a strpů) v uzavřeném prstru uvnitř pžární kmry reakce na heň samstatně hřících předmětů uvnitř i vně pžární kmry Scénáře pžáru v reálných pdmínkách 47

48 Pžární zkušky v praxi Mkrsk (2008) Veselí n/l (2011) Liberec (2013) Plchy pr exteriérvé velkrzměrvé pžární zkušky Interiérvé zkušky v pžární labratři rm crner test 48

49 Pžární labratř Rm Crner Test Pžární dlnst stavebních knstrukcí (např. REI 45) není cílem pžárníh výzkumu na UCEEB pžární zkušebny Reakce na heň stavebních výrbků třídy A1, A2, B, C, D, E, F vyjadřuje vliv (reakci) stavebních výrbků na rzvj pžáru 4 malrzměrvé zkušky dvzen z mediky rm crner test malrzměrvé zkušky mezeně simulující reálný pžár Ft: CD Fire Safety Rckwl Benelux B.V., 2010 Kalrimetr výhřevnst Malý plamen svíčka SBI test ISO pec 750 C SBI test (Single Burning Item) simuluje např. hřící dpadkvý kš v rhu zkušebníh vzrku nejblíže rm crner testu UCEEB 49

50 Pžární labratř Rm Crner Test Rm crner test: dynamika a rzvj pčátečních fází pžáru v uzavřeném prstru (místnst) reakce na heň specifických výrbků pr pvrchvé úpravy stěn a strpů a jejich přímý vliv na prstrvé vzplanutí (tzv. flashver efekt) uvnitř pžární kmry analýza samstatně hřících předmětů uvnitř i vně pžární kmry chvání stavebních výrbků a knstrukčních prvků při pžáru Technické mžnsti pžární labratře: rychlst uvlňvání tepla v čase (tzv. HRR heat release rate ) úbytek hmtnsti samstatně hřících předmětů (např. nábytku) měření teplt, tepelnéh tku a rychlsti prudění plynů šíření plamene p pvrchu, dpadávání a dkapávání částí výrbků analýza zpldin hření: ptická hustta kuře, kncentrace O 2, CO 2, CO txicita zpldin hření (ve splupráci s partnerskými subjekty) atd. 50

51 Pžární labratř Rm Crner Test Odtah plynů a kuře Optická hustta kuře 2,4 Vzrek Analýza plynů (O 2, CO, CO 2 ) Měření rychlsti prudění Odsávací hlavice 3x3x1 m Plynvý hřák 3,5 2,4 Dveře 0,8x2,0 m 51

52 Pžární labratř Rm Crner Test 2,4 Vzrek 3,5 2,4 Vzrek 52

53 Pžární labratř Rm Crner Test Pžární charakteristiky výrbků pr pvrchvé úpravy stavebních knstrukcí nemhu být testvány neb není vhdné je testvat v malém měřítku (termplasty, deskvé výrbky se styky, výrbky s výraznými nepravidelnstmi, kmpzity apd.). Samstatně hřící předměty uvnitř i vně pžární kmry (např. interiérvé vybavení) 53

54 Pčítačvá CFD simulace rzvje pžáru 0,5 min. 1 min. 2 min. 54 Hřlavý bklad Nehřlavé pvrchy

55 Pžární labratř Rm Crner Test SP, Sweden 55

56 Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv Děkuji Vám za pzrnst! Eva Caldvá pžární labratř UCEEB

57 Diskuse Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv

58 Přesun na míst experimentu Pžární zkuška autmbilu vznikla za pdpry Evrpské unie, prjektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/ Univerzitní centrum energeticky efektivních budv