Brandveiligheid en betonconstructies - Febelcem

6.2.3. Zonemodellen
Deze modellen maken gebruik van de parameters vermeld in
§5.2.
6.2.3.1. Eén-zone modellen
Eén‐zone modellen zijn numerieke modellen die toelaten de
evolutie van de gastemperatuur te berekenen in functie van de
tijd, en dit door integratie van de gewone differentiaalvergelij‐
kingen die de massa‐ en energiebalans uitdrukken. Er wordt
uitgegaan van een uniforme temperatuursverdeling in het
compartiment. Een voorbeeld is gegeven in de figuur hieronder.
Temparature des Gaz [°C]
1400
1200
1000
800
600
400
200
Température des Gaz o = 0.04 m1/2, Aire-sol = 100m²
ISO curve
0
0 3600 7200 10800 14400 18000
Temps [sec]
100 [MJ/m²]
200 [MJ/m²]
300 [MJ/m²]
400 [MJ/m²]
500 [MJ/m²]
600 [MJ/m²]
700 [MJ/m²]
800 [MJ/m²]
900 [MJ/m²]
1000 [MJ/m²]
1100 [MJ/m²]
1200 [MJ/m²]
1300 [MJ/m²]
Figuur : Voorbeeld van kromme bekomen via een zonemodel voor
verschillende rekenwaarden van de brandbelasting q en voor een
fd
compartiment van 10 m x 10 m x 3 m (hoogte) met 12 cm dikke
betonwanden bedekt met een 1,5 cm dikke pleisterlaag in het geval dat
RHRf = 250 kW/m2 6.2.3.2. Twee-zones modellen
De modellen met twee zones zijn numerieke modellen die
toelaten de gastemperatuur te berekenen in functie van de tijd
voor de onderste en de bovenste laag en dit op basis van de
massa‐ en energiebalansen, uitgeschreven voor elk van de lagen,
waarbinnen een uniforme temperatuursverdeling aangenomen
wordt.
Een brand kan ook gemodelleerd worden via een twee‐zones
model dat dan op het ogenblik van de flashover overgaat in een
één‐zone model. Een dergelijke modellering werd ontwikkeld
aan de Universiteit van Luik, meer bepaald in het kader van het
programma OZONE.
Deze modellering wordt gebruikt wanneer de omvang van de
brand klein is ten opzichte van het lokaal.
De onderste laag blijft op een tamelijk lage temperatuur en bevat
geen verbrandingsgassen. Deze laag is van bijzonder belang om
de overlevingskansen van de gebruikers van het compartiment
te beoordelen.
6.2.4. Modellen voor gelokaliseerde branden
Het deel brand van EC1 biedt eveneens de mogelijkheid een
berekening uit te voeren van de lokale opwarming van gassen
ter plaatse van een gelokaliseerde brand. Net als een algemene
brand kan ook dit type brand de ineenstorting van een gebouw
met zich meebrengen.
Gelokaliseerde brand : model van Hasemi
6.2.5. Veldmodellen
Met de geavanceerde methodes van de numerieke stromingsme‐
chanica (CFD : computational fluid dynamics) kan men
systemen analyseren waarbij de stroming van fluïda, de warmte‐
overdracht en aanverwante verschijnselen beschouwd worden
en dit door het oplossen van de basisvergelijkingen van de
stromingsmechanica.
Deze vergelijkingen zijn een wiskundige formulering van de
fysische behoudswetten.
In die modellen worden de thermodynamische en aerodynami‐
sche differentiaalvergelijkingen opgelost in een zeer groot aantal
punten van het compartiment om onder andere de temperatuur
en de snelheidscomponenten van de rookgassen te bepalen.
Deze modellen die zeer complex zijn om op te lossen en zeer
gevoelig zijn aan de uitgangshypothesen zijn vooral bestemd
voor het onderzoek. Ze worden onder meer gebruikt om de
verspreiding van de rook en de warmte te bestuderen en eerder
zelden voor de bepaling van de invloed van een brand op
constructie‐elementen op basis van de berekende warmteflux.
6.2.6. Welke curve en model gebruiken?
De huidige reglementering laat slechts het gebruik toe van de
nominale curven. Een speciale afwijking moet aangevraagd
worden bij de Federale Overheidsdienst indien de ontwerper de
41