Ontwikkeling van ICARES - Ontwerp Systemen - Technische ...

Ontwikkeling van ICARES
IFC Compatible Agent-based Egress Simulation
Toetsing van de brandveiligheid d.m.v. het simuleren van evacuaties
Afstudeerverslag van de Master opleiding ‘Architecture, Building and Planning’
Geschreven door:
Website project:
Ing. Martin Klein
Studentnr. 0552008
Mastertrack: Design & Decision Support Systems
http://www.ds.arch.tue.nl/Education/projects/Graduate/Martin/
Datum eindpresentatie : 24 augustus 2006
Afstudeercommissie: Prof. Dr. Ir. B. de Vries Tu/e
Prof. Ir. W. Zeiler
Tu/e
Drs. Ing. M. Kobes MIFireE
Nibra
Technische Universiteit Eindhoven
Faculteit Bouwkunde

Voorwoord
Dit verslag vormt de afsluiting van het afstudeerproject in de Master opleiding Architecture, Building and
Planning. Binnen deze opleiding, begonnen in september 2003, is gekozen voor de richting Design and
Decision Support Systems. Het accent ligt daarin op de masterprojecten, die de onderwerpen animatie,
systeemontwerp en kennis representatie hebben behandeld.
Vanwege persoonlijke interesse en de link met bouwtechniek is brandveiligheid een terugkerend onderwerp
geweest tijdens deze en voorgaande HBO studie, zo ook in het afstudeerproject.
Als voorbereiding hierop is het vierde masterproject beschouwd als vooronderzoek; hierin is een
inventarisatie gemaakt van bestaande simulatiemethoden op het gebied van evacuatie- en rookmodellering.
Ook is er een aanzet gegeven voor een nieuw model, wat vervolgens tijdens het half jaar durende
afstudeerproject is ontwikkeld. Dit rapport beschrijft de gemaakte stappen en licht het eindresultaat toe aan
de hand van screenshots. Bovendien zijn de belangrijkste onderdelen van het vooronderzoek in dit verslag
verwerkt, waardoor het hele software ontwikkelingsproces, van het opstellen van de functionele eisen tot en
met het testen van de applicatie, aan de orde komt.
Tot slot wil ik Wim Zeiler en Margrethe Kobes bedanken voor hun deelname in de afstudeercommissie en
Bauke de Vries voor zijn begeleiding gedurende het project. Ook een dankwoord aan Joran Jessurun voor
het programmeerwerk aan het evacuatiemodel en aan Vincent Tabak voor zijn opmerkingen op het
afstudeerverslag.
Eindhoven, augustus 2006

Inhoudsopgave
Samenvatting ................................................................................................................................ 6
Summary ....................................................................................................................................... 7
Begrippenlijst................................................................................................................................ 8
1 Inleiding ................................................................................................................................ 12
1.1 Tekortkoming bestaande simulatiemodellen ...................................................................................... 12
1.2 Doelstellingen afstudeerproject .......................................................................................................... 12
1.3 Opbouw van de applicatie .................................................................................................................. 13
1.4 Component based software engineering............................................................................................ 15
2 IFC importmethode............................................................................................................... 16
2.1 IFC standaard..................................................................................................................................... 16
2.2 Benodigde gegevens uit IFC .............................................................................................................. 16
2.3 Bestaande tools voor conversie van IFC............................................................................................ 17
2.4 Verwerking van de IFC file ................................................................................................................. 17
2.4.1 IFC structuur .............................................................................................................................. 18
2.4.2 Ruimten...................................................................................................................................... 18
2.4.3 Wanden...................................................................................................................................... 20
2.4.4 Wandopeningen......................................................................................................................... 21
2.4.5 Kolommen.................................................................................................................................. 22
2.4.6 Relaties ...................................................................................................................................... 23
2.5 User interface: projectbeheer ............................................................................................................. 25
2.6 Voorwaarden en beperkingen ............................................................................................................ 26
3 Evacuatiemodel .................................................................................................................... 27
3.1 Typering model ................................................................................................................................... 27
3.2 Eigenschappen en gedrag van de agents.......................................................................................... 28
3.2.1 Kortste pad berekening.............................................................................................................. 29
3.2.2 Stuurgedrag ............................................................................................................................... 30
3.2.3 Pre-movement time.................................................................................................................... 32
3.2.4 Loopsnelheid.............................................................................................................................. 34
3.2.5 Uitgangkeuze ............................................................................................................................. 34
3.3 Opbouw invoerbestand....................................................................................................................... 36
3.4 User interface: aanvullende informatie............................................................................................... 39
3.4.1 Uitgangen................................................................................................................................... 39
3.4.2 Agents en P-waarden ................................................................................................................ 40
3.4.3 Variabelen.................................................................................................................................. 42
3.4.4 Export......................................................................................................................................... 43
3.5 Uitvoer evacuatiemodel ...................................................................................................................... 45
3.6 Verwerking tot resultaten.................................................................................................................... 46
3.7 Opbouw 3D animatie .......................................................................................................................... 48
3.8 Voorwaarden en beperkingen ............................................................................................................ 49
4 Rookmodel............................................................................................................................ 51
4.1 Typering model ................................................................................................................................... 51
4.2 Opbouw invoerbestand....................................................................................................................... 52
4.3 Aanvullende gegevens in CFAST....................................................................................................... 53
4.4 Beschikbare uitvoer ............................................................................................................................ 54
4.4.1 Primary output variables ............................................................................................................ 54
4.4.2 Chemische samenstelling rook.................................................................................................. 55
4.5 Voorwaarden en beperkingen ............................................................................................................ 56

5 Koppeling van rook- en evacuatiemodel ............................................................................ 58
5.1 Bepaling omstandigheden .................................................................................................................. 58
5.2 Berekening resultaten......................................................................................................................... 58
5.2.1 Verstikkende stoffen .................................................................................................................. 58
5.2.2 Irriterende stoffen....................................................................................................................... 59
5.2.3 Stralingsflux en convectieve warmte ......................................................................................... 59
5.2.4 Optische dichtheid en mass loss model .................................................................................... 60
5.3 User interface: resultaten en toetsing................................................................................................. 61
5.4 Voorwaarden en beperkingen ............................................................................................................ 63
6 Testen en valideren .............................................................................................................. 65
6.1 Testscenario’s..................................................................................................................................... 65
6.2 Vergelijking evacuatiemodel met experimentele data........................................................................ 67
6.3 Vergelijking evacuatiemodel met het Vluchtmodel............................................................................. 69
7 Conclusies ............................................................................................................................ 71
7.1 Interpretatie en betrouwbaarheid resultaten....................................................................................... 71
7.2 Controle van de doelstellingen ........................................................................................................... 72
7.3 Aanbevelingen .................................................................................................................................... 73
7.3.1 Mogelijke verbeteringen............................................................................................................. 73
7.3.2 Mogelijke uitbreidingen .............................................................................................................. 74
Referentielijst .............................................................................................................................. 75
Bijlagen........................................................................................................................................ 78
1. Plattegrond testomgeving................................................................................................................... 79
2. IFC structuur ....................................................................................................................................... 80
3. IFC schema’s...................................................................................................................................... 81
4. IFC inleesprocedure ........................................................................................................................... 87
5. Classificatie evacuatiemodel volgens NIST ....................................................................................... 90
6. Vergelijking rookmodellen .................................................................................................................. 93
7. UML klassendiagram.......................................................................................................................... 94
8. Uitkomsten testscenario’s................................................................................................................... 95
9. Berekening volgens Vluchtmodel ..................................................................................................... 104

6
Samenvatting
Mede door een geleidelijke verandering van prescriptieve naar prestatiegerichte regelgeving, speelt
simulatie een steeds grotere rol in het toetsen van een gebouwontwerp, zo ook op het gebied van
brandveiligheid. Veel van de huidige modellen beschouwen echter alleen de evacuatiebeweging, zonder dit
te koppelen aan de omstandigheden in het gebouw. Bovendien wordt in veel gevallen een homogene
gebouwpopulatie aangenomen, terwijl een meer individuele benadering beter zal overeen komen met de
werkelijke situatie.
Dit rapport beschrijft de ontwikkeling van een nieuw simulatieprogramma, ICARES genoemd (IFC
Compatible Agent-based egREss Simulation). Het combineert een bestaand brandmodel, CFAST, en een
nieuw microscopisch evacuatiemodel. Naast verbetering van bovengenoemde punten is getracht de invoer
voor beide onderdelen automatisch te creëren vanuit een gebouw informatie model. Hiervoor wordt het IFC
(Industry Foundation Classes) formaat gebruikt, waarmee de geometrie van een bouwproject volgens een
gestandaardiseerde structuur wordt vastgelegd.
Dit levert een applicatie op waarmee een scenario bestaande uit een ruimtelijke lay-out, een populatie en
een veronderstelde brand, geanalyseerd kan worden, zonder het aan veel prescriptieve regelgeving te
moeten toetsen. De resultaten bevatten onder meer evacuatietijden, de verdeling over de uitgangen, de
omstandigheden in het gebouw en de mate waarin elk individu is blootgesteld aan schadelijke
rookconcentraties en hitte. De gebruiker kan na een juiste interpretatie van verschillende scenario’s de
resultaten gebruiken als hulpmiddel om te komen tot een oordeel over de brandveiligheid van het ontwerp
als geheel.

7
Summary
Simulation used as a design tool is becoming more and more common, also in the field of fire engineering
and more specifically, evacuation simulation. This is partly due to a shift from prescriptive building
regulations to more performance based codes.
Many of the current evacuation models only focus on the movement of people, without taking the conditions
in the building into account, such as poisonous smoke and heat. Besides, in many cases the occupants are
considered homogeneous, while an individual approach (people with different characteristics) may produce
more realistic results.
This report describes the development of a new evacuation model, called ICARES (IFC Compatible Agentbased
egREss Simulation). It combines an existing fire model (CFAST) with a new microscopic evacuation
model. By comparing the outcome of these two models, the harmful effect of smoke and heat can be
quantified for each person individually. Also, the geometrical input for both models is almost completely
automatically extracted from a 3D building information model. To achieve this, the IFC (Industry Foundation
Classes) file format is used, which describes the geometry of a building according to a standardized
hierarchical structure.
With the resulting application it is possible to analyze multiple scenarios, consisting of a spatial lay-out,
building occupation and a predefined fire, without the need of checking many prescriptive rules. Output
includes evacuation times, occupant distribution over the available exits, the circumstances throughout the
building, and the amount of exposure to potentially dangerous smoke concentrations and heat. It helps the
user to form a judgment about the fire safety of the different design scenarios and the necessary measures
he has to take.

8
Begrippenlijst
Begrippenlijst
Hoofdstuk 1
Hydraulisch model
Partial behavior model
Behavior model
ASET
RSET
Doorstroomcapaciteit
Gebouw informatie model
CBSE
Sequential composition
Hierarchical composition
Additive composition
Glue code
Ook wel movement model genoemd. Evacuatiemodel waarbij de beweging
van de populatie als geheel wordt gemodelleerd als ware het een vloeistof
of gas. Er vindt geen individueel gedrag plaats, de beweging is gebaseerd
op rekenregels en aangenomen constanten voor de loopsnelheid en
doorstroomcapaciteit.
Gedragsaspecten of de effecten daarvan worden in beperkte mate
meegenomen in de simulatie. Er is sprake van verschillende individuele
eigenschappen, zoals loopsnelheid en pre-movement time.
Een evacuatiemodel waarbij getracht is menselijk gedrag expliciet te
modelleren. Vaak worden als-dan regels gebruikt om realistisch gedrag na
te bootsen. De grens tussen partial-behavior en behavior modellen is
moeilijk te definiëren.
Available Safe Escape Time; de tijd vanaf de start van de brand tot het
moment waarop de omstandigheden niet meer te verdragen zijn.
Required Safe Escape Time; de tijd vanaf de start van de brand tot het
moment waarop de gehele populatie het gebouw heeft verlaten of zich in
een veilig gebied bevindt.
De hoeveelheid personen die per tijdseenheid een vernauwing
(bijvoorbeeld een gang of deur) kan passeren.
Een 3D model van een gebouw wat elementen van verschillende
disciplines binnen het bouwproces integreert.
Component Based Software Engineering; het combineren van bestaande
softwarecomponenten tot een nieuwe applicatie.
De componenten worden achter elkaar uitgevoerd binnen de nieuwe
applicatie.
Het ene component gebruikt gelijktijdig de functie van het andere
component.
Beide componenten worden samengevoegd om een nieuw component te
vormen.
Verzamelnaam voor de programmacode benodigd om de componenten
met elkaar te koppelen.
Hoofdstuk 2
IFC
IAI
STEP
Industry Foundation Classes; universeel bestandsformaat om een
bouwproject te omschrijven. Ontwikkeld met het doel efficiënter data te
kunnen uitwisselen tussen verschillende softwarepakketten.
International Alliance for Interoperability; wereldwijd samenwerkingsverband
wat zich o.a. bezig houdt met de ontwikkeling en standaardisering
van IFC.
Standard for the Exchange of Product model data. Een voorloper van IFC
en een meer algemene versie van de standaard.

Begrippenlijst 9
EXPRESS
.dwg
.dxf
Entity
AEC element
GUID
Polyline
Polygoon
Room separation line
Connection string
ADO control
Door o.a. IFC en STEP gebruikte taal om het gebouwmodel te beschrijven.
Standaard bestandsformaat van diverse Autodesk tekensoftware.
Drawing Exchange Format; bestandsformaat t.b.v. data uitwisseling tussen
diverse CAD pakketten.
Kleinste object in de IFC structuur. Een entity kan een object zijn,
bijvoorbeeld IfcColumn, maar ook een relatie, eigenschap enz. Elke IFC
regel bevat slechts één entity.
Architecture, Engineering & Construction; verzamelnaam voor elementen
waarmee een gebouw informatie model wordt opgebouwd. Een AEC
element bestaat niet slechts uit een vorm, maar bezit eigenschappen die
specifiek voor het element zijn.
Globally Unique Identifier; een identificatiestring van 22 karakters,
benodigd voor elke entity die valt onder IfcObject.
Een doorlopende lijn, al of niet gesloten, vastgelegd door een aantal
hoekpunten.
Een veelhoek of vlak omsloten door een aantal lijnsegmenten.
In Autodesk Revit te gebruiken om een ruimtegrens te definiëren als die
niet automatisch gegenereerd kan worden door een fysieke begrenzing.
Een regel die in Visual Basic gebruikt wordt om een database bestand te
koppelen aan bijvoorbeeld een tabel. De regel bevat de bestandsnaam van
de database en een aantal parameters.
ActiveX Data Objects; een manier voor de gebruiker om gemakkelijk door
records van een database te bladeren en wijzigingen hierin te maken.
Hoofdstuk 3
Rule based behavior
Microscopisch model
Grid
Continue ruimte
Steering behavior
Collision detection
Conflict resolution
Pre-movement tijd
Detectietijd
Simulatie van een bepaald gedrag met behulp van als-dan constructies.
Een model waarbij de populatie uit interacterende individuen bestaat met
verschillende eigenschappen. De ruimte wordt gedetailleerd gemodelleerd
en zowel ruimtelijke als psychologische aspecten worden meegenomen in
de simulatie.
Een discretisering van de ruimte door opdeling in vlakken. Agents
verplaatsen zich van vlak naar vlak.
Een ruimte waar men zich vrij door kan bewegen, oftewel een grid met
oneindig kleine vlakken.
Verzamelnaam voor ruimtelijk gedrag van agents, zoals het ontwijken van
elkaar en obstakels of het volgen van een pad.
Het voorzien van een naderende botsing met obstakels of nabije agents;
onderdeel van het stuurgedrag van agents
Het vermijden van een naderend conflict met een nabije agent; onderdeel
van het stuurgedrag van agents.
De tijdsperiode tussen het in werking treden van het ontruimingsalarm en
het beginnen met de vluchtbeweging.
De tijdsperiode tussen de start van de brand en het waarnemen ervan door
een persoon of detectiesysteem.

10
Begrippenlijst
Alarmeringstijd
Looptijd / Travel time
Comma delimited value
CWT
PET
MaxScript
Macro
Key
De tijdsperiode tussen detectie van de brand en het in werking treden van
het ontruimingsalarm.
De tijd dat men daadwerkelijk met de vluchtpoging bezig is, dus exclusief
de pre-movement periode.
Een databestand waarbij de regels bestaan uit waarden (tekst of getallen),
gescheiden door een komma.
Cumulative Waiting Time; de totale tijd dat men ‘wacht’ tijdens de
vluchtpoging. Wachten kan gedefinieerd worden als een absolute
loopsnelheid of als een percentage van de onbelemmerde loopsnelheid.
Personal Evacuation Time; de evacuatietijd voor een individu, in dit geval
alleen bestaande uit de looptijd.
Eigen programmeertaal van 3D Studio Max
Een voorgeprogrammeerde serie van uit te voeren handelingen.
Binnen een animatie: een tijdstip met daaraan gekoppeld een waarde voor
een bepaalde grootheid, bijvoorbeeld de x positie, van een geanimeerd
object.
Hoofdstuk 4
Field model
Network model
Een gedetailleerd model wat een ruimte in een groot aantal volumes
opdeelt en op die manier de exacte omstandigheden in ieder punt van de
ruimte kan berekenen. Geschikt voor slechts één of enkele ruimten.
Een minder gedetailleerd model om de globale omstandigheden door een
gebouw heen te berekenen als gevolg van een brand. Geschikt voor een
netwerk van ruimten.
CFD Computational Fluid Dynamics; rekenmethode voor gedetailleerde
simulatie van gas- of vloeistofstromen. Wordt gebruikt bij de field modellen.
Single- zone / one-layer
Two-zone / two-layer
CFAST
Corridor flow model
HRR
Pyrolysis rate
COHb
Flash-over
Model waarbij de ruimte uit slechts één zone bestaat waarin gelijke
omstandigheden heersen.
Model waarbij twee lagen worden aangenomen: een hete gestratificeerde
rooklaag en een relatief koele onderlaag.
Consolidated model of Fire growth And Smoke Transport; netwerk model,
ontwikkeld door het NIST (National Institute of Standards and Technology).
Een single-zone benadering van een lange smalle ruimte, waarbij een
vertraging wordt berekend voor het arriveren van rook in aangrenzende
ruimten.
Heat Release Rate; het vermogen van de brand in Watt.
De verbrandingssnelheid van een brandstof in kg/sec.
Carboxyhemoglobine. Door CO vergiftiging stijgt het COHb gehalte wat het
zuurstoftransport blokkeert en uiteindelijk voor bewusteloosheid kan
zorgen.
Stadium van een brand, waarin de stralingsflux voldoende groot is om alle
aanwezige brandbare gassen te doen ontbranden. Vindt plaats bij ca. 20
kW/m 2 .

Begrippenlijst 11
Constrained
In het kader van CFAST kan gekozen worden tussen constrained
(brandstof- of ventilatiebegrenst) of heat source (alleen een hittebron) als
kenmerk van de veronderstelde brand.
Hoofdstuk 5
Interface height
FED
FEC
RMV
Toxic potency model
De hoogte (gemeten vanaf vloerniveau) van de grens tussen de rooklaag
en koele onderlaag.
Fractional Effective Dose; methode om het gezondheidsrisico van een
bepaalde dosis van verstikkende stoffen of hitte kwantitatief uit te drukken.
Fractional Effective Concentration; methode om het gezondheidsrisico van
een ondervonden concentratie van irriterende stoffen kwantitatief uit te
drukken.
Respiratory Minute Volume; de ademhalingsfrequentie, uitgedrukt in
liters/minuut.
Een model wat een FED waarde berekent op basis van een letale dosis
van een mix van giftige stoffen. Hierbij is de onderlinge verhouding van de
aanwezige stoffen niet van belang.
Hoofdstuk 6
UML
Unified Modeling Language; modelleertaal voor het ontwerpen en
beschrijven van software.
Hoofdstuk 7
-

12
Hoofdstuk 1 - Inleiding
1 Inleiding
1.1 Tekortkoming bestaande simulatiemodellen
Prestatiegericht ontwerpen op het gebied van brandveiligheid krijgt steeds meer aandacht, enerzijds door de
steeds omvangrijkere bouwprojecten met bijbehorende complexe dynamische mensenstromen en anderzijds
door tekortkomingen van de conventionele regelgeving.
Het simuleren van een noodsituatie als gevolg van brand is een goed hulpmiddel om de gebouwprestatie te
kunnen beoordelen; ontwerpen kunnen van tevoren geëvalueerd worden en eventuele knelpunten komen
naar voren. Dit heeft geleid tot een groot aantal simulatieprogramma’s, ontwikkeld vanaf het eind van de
jaren tachtig, die onderling verschillen in de gesimuleerde aspecten en de daarvoor gebruikte
modelleringtechnieken.
Veel van de huidige modellen beschouwen de populatie van het gebouw als een homogeen geheel; men
loopt met dezelfde snelheid (vaak afhankelijk van de populatiedichtheid), start gelijktijdig met de
vluchtbeweging en neemt altijd de kortste route naar één van de uitgangen. Het accent ligt op dus op de
stroming van de gebouwgebruikers vanuit hun positie op het moment van alarmering naar de uitgangen van
het gebouw. Deze modellen worden ook wel hydraulische modellen genoemd, vanwege de gelijkenis met de
simulatie van een vloeistof of gas. Een dergelijke aanpak levert al meer inzicht in de vluchtmogelijkheden
van een gebouw dan wanneer alleen de prescriptieve regelgeving gevolgd wordt voor dimensionering van
de gebouwgeometrie. Een meer realistische simulatie ontstaat echter als personen individueel worden
beschouwd. Er wordt dan onderscheid gemaakt in partial-behavior en behavior modellen, afhankelijk van de
mate waarin en methode waarop de individuele gedragsaspecten worden gesimuleerd.
Een tweede eigenschap van het model die de uitkomst meer waarde geeft is de koppeling met een
rookmodel. De evacuatietijd alleen zegt nog niets over de veiligheid van de gebruikers, oftewel de
omstandigheden waaronder de vluchtpoging is gedaan en het effect daarop op het fysieke gestel van de
persoon. Veel modellen maken een vergelijking tussen de ASET, Available Safe Egress Time en de RSET,
Required Safe Escape Time [64]. De ASET geeft de tijd aan die verstrijkt vanaf de start van de brand totdat
de omstandigheden niet meer draagbaar zijn. Deze periode moet logischerwijs langer zijn dan de tijd die de
gebouwpopulatie nodig heeft om het gebouw te verlaten, de RSET. De omstandigheden zullen binnen het
gebouw grote verschillen vertonen, waardoor de ASET moeilijk voor het gebouw als geheel te definiëren is.
Een beoordeling per ruimte of per persoon is een betere benadering.
Tot slot hebben veel modellen een praktische beperking, namelijk dat de geometrie van het gebouw (ligging
en onderlinge relatie van ruimten, doorstroomcapaciteit van vernauwingen enzovoort) volledig moet worden
ingevoerd, ook al is er een digitaal (3D) model beschikbaar. Dit kost de ontwerper veel tijd en vergroot
bovendien de kans op meet- en afrondingsfouten. Er zijn meerdere methodes ontwikkeld waarmee de ruimte
topologie, die voor het merendeel van de modellen vereist is, automatisch gegenereerd wordt uit een 2D
CAD tekening, zie bijvoorbeeld [37]. De laatste jaren is er echter steeds meer aandacht voor ontwerpen
m.b.v. een gebouw informatie model, oftewel een 3D model opgebouwd uit ‘intelligente’ elementen die de
verschillende disciplines binnen het bouwproces combineren. Het voorbereiden van de simulatie zal
efficiënter kunnen gebeuren als een dergelijk gebouw informatie model als uitgangspunt functioneert. Daarbij
ontstaat wel het probleem dat er op dit moment meerdere softwarepakketten zijn waarmee de modellen
worden opgebouwd, wat resulteert in verschillende bestandsformaten. Er is dus een extra stap nodig;
conversie van het gebouw informatie model naar een universeel bestandsformaat. Hiervoor kan de IFC
(Industry Foundation Classes) standaard gebruikt worden, verder toegelicht in hoofdstuk 2.
1.2 Doelstellingen afstudeerproject
De drie hiervoor genoemde aspecten dienen als uitgangspunt bij de ontwikkeling van een nieuw
evacuatiemodel, ICARES genoemd. De hoofddoelstelling wordt als volgt geformuleerd:

Hoofdstuk 1 - Inleiding 13
Het kunnen simuleren van de evacuatie van een gebouw, waarbij:
• Personen zich individueel bewegen en gedragen;
• Per individu een oordeel wordt gegeven over de omstandigheden tijdens zijn/haar vluchtpoging;
• De geometrische invoer voor het model voor zover mogelijk automatisch wordt gegenereerd uit een
IFC bestand.
Daarnaast is het streven het geheel onder te brengen in een overzichtelijke gebruikersinterface. Dit vloeit
voort uit de derde doelstelling, waarmee geprobeerd wordt de efficiëntie van het simulatieproces te
verbeteren.
Een uitgangspunt is tot slot dat ICARES geschikt zal zijn voor een willekeurige situatie, rekening houdend
met de voorwaarden en beperkingen die in de volgende hoofdstukken aan de orde komen. Als testomgeving
wordt vloer 9 van het Vertigo gebouw op de TU/e campus gebruikt. Een plattegrond hiervan is te zien in
Bijlage 1. De kleine kantoorruimten zijn ca. 2.5 meter hoog (twee boven elkaar), de overige ruimten hebben
een plafondhoogte van 5 meter.
1.3 Opbouw van de applicatie
In Figuur 1 op de volgende pagina is de opzet van de ontwikkelde applicatie weergegeven wat gevormd
wordt door het proces van 3D gebouwmodel tot brandveiligheidoordeel. De gemaakte afwegingen en keuzes
komen aan de orde in hoofdstuk 2 t/m 5.
De handelingen om tot een IFC file te komen vallen buiten het afstudeerproject en zijn daarom gestippeld
aangegeven.

14
Hoofdstuk 1 - Inleiding
Hoofdstuk 2
Gebouw
Informatie
Model
Gebouwomschrijving
IFC
Bronbestand
Een digitaal 3D model van een gebouw wordt
geëxporteerd naar een IFC file via bestaande
functies in CAD pakketten. Het model bevat ten
minste de ruimten, wanden, kolommen, deuren en
ramen.
De IFC file wordt ingelezen door een te ontwikkelen
algoritme, waar nodig anders geformuleerd en
ontbrekende data wordt aangevuld. Alle gegevens
worden verzameld in een bronbestand voor de
volgende stappen.
Vanuit het bronbestand worden aparte
invoerbestanden gegenereerd voor het
rookmodel en het nieuwe evacuatiemodel.
Rookmodel
input
Evacuatiemodel
input
Hoofdstuk 4
Rookmodel
output
Hoofdstuk 3
Bronbestand
Evacuatiemodel
output
De gebruiker voert beide simulaties uit. De
modellen schrijven hun resultaten naar een
apart uitvoerbestand.
Beide bestanden worden ingelezen en
toegevoegd aan het bronbestand. Het
programma vergelijkt per persoon de tijd die
men in een ruimte aanwezig is met de op
dat moment heersende (al of niet schadelijke)
omstandigheden.
Hoofdstuk 5
Resultaten
simulatie
De resultaten worden teruggekoppeld aan de
gebruiker in de vorm van cijfermatige en grafische
data. De gebruiker beoordeelt de resultaten en vormt
een eindoordeel over de getoetste situatie.
Figuur 1. Schematische opbouw van ICARES.

Hoofdstuk 1 - Inleiding 15
1.4 Component based software engineering
In het vooronderzoek, voorafgaand aan het afstudeerproject, is een inventarisatie van bestaande rook- en
evacuatiemodellen gemaakt. Tijdens het afstudeerproject zijn een aantal bestaande onderdelen (al of niet
gewijzigd) geïntegreerd in een nieuwe toepassing. Dit proces wordt ook wel Component Based Software
Engineering (CBSE) genoemd; Hier tegenover staat de ontwikkeling van een systeem vanuit alleen een set
van functionele eisen.
Sommerville [34] geeft de volgende beschrijving van het CBSE proces:
Outline system
requirements
Identify
candidate
components
Modify requirements
according to discovered
components
Architectural
design
Identify
candidate
components
Compose
components to
create system
Figuur 2. Stappen in het CBSE proces
De eerste vijf stappen zijn doorlopen in het vooronderzoek, de eerste fase van het afstudeerproject. Er is
een doel gesteld met een aantal functionele eisen die daaruit volgen, besproken in hoofdstuk 1.2.
Vervolgens is eerst onderzocht welke alternatieve modellen in aanmerking komen om gebruikt te worden,
zodat geen onderdelen worden ontwikkeld die al (in betere vorm) bestaan. Verdere analyse van de
mogelijkheden en beperkingen van de modellen heeft geleid tot een aantal concessies en de definitieve
opbouw van het te ontwikkelen systeem. Deze stappen worden toegelicht in hoofdstuk 2 t/m 4.
Voor het combineren van de componenten bestaan er drie methoden:
• Sequential composition: De componenten worden achter elkaar uitgevoerd in het samengevoegde
component.
• Hierarchical composition: Het ene component gebruikt (gelijktijdig) de functie van het andere
component.
• Additive composition: Beide componenten worden samengevoegd om een nieuw component te
maken.
De laatste methode is van toepassing op het afstudeerproject; een component wat de evacuatie simuleert
(hoofdstuk 3) en een component wat de rookontwikkeling simuleert (hoofdstuk 4) vormen samen een
component wat de veiligheid van gebruikers toetst in geval van een evacuatie (hoofdstuk 5). Daarbij moet
opgemerkt worden dat de componenten wel losse programma’s blijven. In het proces wat doorlopen wordt
om tot de resultaten te komen volgen de twee componenten elkaar op; in die zin is er dus ook sprake van
sequential composition.
Om de componenten te kunnen koppelen is er zogenaamde ‘glue code’ benodigd, zowel voor als na de
uitvoering van de afzonderlijke modellen. Dit bestaat uit het bronbestand van Figuur 1 met bijbehorende
programmacode.

16
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
2 IFC importmethode
2.1 IFC standaard
De IFC standaard, wat staat voor Industry Foundation Classes, is eind jaren negentig ontwikkeld door de IAI,
International Alliance for Interoperability [70]. Dit is een wereldwijd samenwerkingsverband tussen een
aantal commerciële instellingen (waaronder Autodesk) en onderzoeksorganisaties. Het heeft als doel een
standaard te ontwikkelen waarmee een compleet constructieproject tekstueel kan worden omschreven;
zowel het gebouw zelf als organisatorische en kostentechnische aspecten van het bouwproces. Het initiatief
is vergelijkbaar met STEP (STandard for the Exchange of Product model data), wat al in 1984 is opgezet
door de ISO en maakt ook gebruik van dezelfde taal (EXPRESS) om het model te beschrijven. IFC is als
afleiding hiervan specifiek voor gebouw informatie modellen ontwikkeld.
Als de standaard eenmaal voldoende ondersteund wordt, d.w.z. dat programma’s voorzien zijn van een IFC
import- en exportfunctie, zal het de data-uitwisseling tussen verschillende softwarepakketten enorm
versnellen. Op dit moment is de uitwisseling nog vaak gebaseerd op één tekeningformaat, bijvoorbeeld .dwg
of .dxf. Laatstgenoemde Drawing Exchange Format is waarschijnlijk het bestandsformaat wat qua functie tot
nu toe het meest op IFC lijkt, zij het dat dxf gebaseerd is op lijnen, cirkels enzovoort zonder verdere
specificatie en IFC op ‘intelligente’ elementen, zoals wanden en ruimten. Bijlage 2 geeft de totale opbouw
weer van de IFC structuur.
De ondersteuning van IFC is de laatste jaren gestaag gegroeid, o.a. gestimuleerd door het vastleggen van
de IFC 2x standaard en de ontwikkeling van tools om de IFC informatie te verwerken (een aantal
voorbeelden worden besproken in hoofdstuk 2.3) De IAI zet de ontwikkeling en certificering voort; de laatste
versie betreft 2x3. In onderstaande Tabel 1 staat de implementatie van IFC in veel gebruikte CAD software.
Voor een complete lijst van software met IFC support wordt verwezen naar [52].
Autodesk
IFC implementatie
Autocad ADT 3.3 IFC 1.5 *
Autocad ADT 2004 - *
Autocad ADT 2005 - *
Autocad ADT 2006 - *
Revit 6 -
Revit 7 -
Revit Building 8
IFC 2x2
Autocad 2006 -
Overig
Graphisoft Archicad 9
IFC 2x en 2x2
Arkey -
Nemetchek Allplan 2003 IFC 2x
Bentley Triforma
IFC 2x
* IFC 2x utility plugin commercieel verkrijgbaar.
Tabel 1. Huidige ondersteuning van IFC in veel gebruikte CAD pakketten.
2.2 Benodigde gegevens uit IFC
Het is de bedoeling om de geometrie, benodigd voor zowel het evacuatiemodel als voor het rookmodel,
zoveel mogelijk automatisch te genereren. Hiervoor is samenvattend de dimensionering van ruimten en
obstakels (wanden, kolommen) nodig en voor het brandmodel vooral de topologische relaties; welke ruimten
worden verbonden door welke wandopening. In hoofdstuk 3.3 en 4.2 worden de invoerbestanden voor beide
modellen meer in detail besproken. Daaruit blijkt dat de IFC file niet rechtstreeks omgeschreven kan worden
naar de juiste invoerformaten. Dit vergt de volgende handelingen:

Hoofdstuk 2 - IFC importmethode 17
• Informatie, zoals de topologische relaties, moet eigenlijk opnieuw uit de data worden samengesteld.
Een ander voorbeeld is het splitsen van een wandelement als gevolg van een deur of raam (hst.
2.4.3). In een IFC file staat alleen de gehele wand omschreven, inclusief openingen.
• Bepaalde geometrische data moet op een andere manier geformuleerd worden. Dit is bijvoorbeeld
van toepassing op een wand (van begin- en eindpunt naar de vier hoekpunten van een polygoon) en
een ruimte (van de hoekpunten naar lengte en breedte). Bovendien is het makkelijker werken met
een overzicht van alle elementen met hun absolute coördinaten in plaats van relatief t.o.v. een object
hoger in de IFC hiërarchie.
• Bepaalde gegevens moeten aangevuld worden, omdat deze niet standaard in een tekening staan.
Een voorbeeld hiervan is de gebouwpopulatie en bijbehorende gedragsaspecten.
Er is gezocht naar bestaande toepassingen die de eerste twee handelingen automatisch kunnen uitvoeren.
Dit wordt besproken in hoofdstuk 2.3.
2.3 Bestaande tools voor conversie van IFC
BSPro COM Server for IFC files [43], commercieel beschikbaar vanaf november 2000, kan een groot aantal
objecten waaronder de benodigde wand, ruimte, raam, deur en openingselement uit een project filteren en
geeft tevens de absolute coördinaten hiervan. Relaties tussen wand en deur volgen uit de volgorde waarin
ze worden weergegeven. Relaties tussen aangrenzende ruimten kunnen hiermee niet direct worden
gegeven.
Met IFCserver.R200 [45] hoort hetzelfde mogelijk te zijn, maar de geteste versie leest slechts enkele (niet
relevante) entities en bevat nog teveel bugs. Net als de BSPro COM-server gebruikt het een library waar in
VB naar verwezen wordt via een reference.
Ook het SABLE project, Simple Access to the Building Lifecycle Exchange [53], heeft als doel de toegang tot
IFC modellen makkelijker te maken. Het richt zich op de ontwikkeling van een taal, waarmee
gecommuniceerd kan worden tussen de ‘IFC model server’ (een database systeem op Internet wat het IFC
model bevat) en de domeinspecifieke software. Het gebruik van libraries, vergelijkbaar met de hiervoor
genoemde servers, maakt het mogelijk over de data te beschikken, zonder kennis te hebben van het IFC
model. Het project is in juni 2003 officieel van start gegaan.
Bij het TNO is de IFC Engine Viewer ontwikkeld [73]. Release 1.10 bevat een 3D weergave van het
omschreven gebouw en de mogelijkheid om door de entities te bladeren d.m.v. een object browser. Alle data
per IFC regel is zo eenvoudig te lezen, maar het programma bevat op het moment van schrijven nog geen
exportmogelijkheid. Daarnaast wordt gewerkt aan een engine die juist wel bedoeld is om de data uit een IFC
file eenvoudig te kunnen inlezen.
Data Design System [57] heeft eveneens een IFC viewer ontwikkeld. Het is mogelijk om .dwg en .dxf files te
importeren en tevens te exporteren in dit formaat of als IFC 2x. Nadeel is dat een geëxporteerde Autocad
tekening volledig is opgebouwd uit lijnen (geen solids, AEC elementen enz.). Net als de viewer van TNO is
het mogelijk om het gebouw op verschillende manieren te bekijken. Eigenschappen van objecten zijn
beperkt zichtbaar. Ook deze viewer bevat geen exportmogelijkheid naar bijvoorbeeld een textfile of een
spreadsheet formaat.
Er zijn geen viewers gevonden die wel een dergelijke exportfunctie hebben. Ergens is het ook niet logisch
om een IFC file weer in een andere taal te formuleren. Het idee achter de standaard is dat elk programma
zijn eigen importmodule maakt, waarbij de gegevens meteen op de juiste manier worden verwerkt.
Mede vanwege de licentiekosten voor de BSPro Server en de nog niet volledig geïmplementeerde engine
van TNO is besloten om voor ICARES een eigen inleesmethode te maken. Het feit dat alleen de specifieke
informatie gezocht wordt voor de invoer van de twee modellen maakt de stap minder complex. Vanwege de
eigenschappen van Excel en goede ervaringen hiermee in combinatie met Visual Basic is voorgenomen op
deze manier het bronbestand uit het schema van hoofdstuk 1.3 op te bouwen.
2.4 Verwerking van de IFC file
In dit hoofdstuk worden alle stappen behandeld die nodig zijn om de juiste informatie uit de IFC file te
verkrijgen (zie Bijlage 4 voor een exacte beschrijving van de onderdelen). Drie belangrijke factoren waar
rekening mee gehouden is, zijn:
• De informatie, waarvan verwacht kan worden dat die aanwezig is in het 3D model; hoe meer eisen
aan de tekening gesteld worden, des te vaker zal het model niet geschikt zijn voor de applicatie.

18
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
• Mogelijke verschillen in de IFC file door verschillen in de exportmethode van de gebruikte CAD
software
• De gebruiksvriendelijkheid van de manier waarop informatie aangevuld wordt, zodra dit nodig is.
Bijlage 3 bevat een aantal schema’s van de ‘entities’ (regeldefinities uit de IFC structuur) die voor het project
van belang zijn. Uitgegaan is van de structuur van versie IFC 2x.
2.4.1 IFC structuur
De eerste stap in het vertaalproces is het inlezen van de IFC file in het bronbestand. Vervolgens wordt een
zoekstructuur opgebouwd waarmee de verwijzingen naar gerelateerde regels gelezen worden. Als
markering voor een verwijzing naar een andere regel geldt in IFC een ‘#’. In versie 1.5 komen deze ook voor
in een ander deel van de regel (de zgn. GUID), wat een extra controle vereist. Voor de IFC 2x files,
geëxporteerd door het gebruikte Autodesk Revit 8, geldt dit niet. De procedure herhaalt zich, waarbij steeds
de verwijzing (regelnummer) wordt opgeslagen en gezocht wordt naar de volgende verwijzing. Als in geen
enkele regel meer een verwijzing wordt gevonden of de procedure heeft zich 50 keer herhaald, dan stopt de
handeling. De centrale verkeersruimte in de testsituatie bevat verwijzingen naar ongeveer 45 hoekpunten.
Het 50x herhalen van de zoekfunctie is hier dus een vereiste om de ruimten goed te kunnen inlezen. Aan de
andere kant bevat een IFC bestand altijd de regel IfcContainedInSpatialStructure, die verwijst naar alle
elementen van een bepaalde verdieping. Een project bevat al snel 50 objecten per verdieping (deuren,
ramen, wanden en kolommen enz.), dus in de meeste gevallen zal de loop het maximale aantal keer
herhaald worden. Een eenvoudige uitbreiding zou overigens zijn om van dit aantal een variabele te maken,
zodat de gebruiker het kan afstemmen op de omvang van het project. Een voorbeeld van wat de procedure
doet is te zien in Figuur 3.
#80=IFCSHAPEREPRESENTATION(#15,'Body','SweptSolid',(#79));
#79=IFCEXTRUDEDAREASOLID(#74,#78,#4,3048.);
#74=IFCRECTANGLEPROFILEDEF(.AREA.,$,#73,2133.999999999998,1000.);
#73=IFCAXIS2PLACEMENT2D(#71,#72);
#71=IFCCARTESIANPOINT((-1.080024958355352E-012,0.));
#72=IFCDIRECTION((0.,1.));
Verwijzingen
Regelnummer 1 e loop 2 e loop 3 e loop
80 15 79
79 74 78 4
74 73
73 71 72
71
72
Figuur 3. Extractie van verwijzingen naar andere regels. Het fragment betreft de dimensionering van
een deur.
Tevens worden twee ‘zoeklijsten’ gemaakt: gesorteerd op entity naam (‘A’ in Bijlage 4), om de juiste
regelnummers te vinden, en gesorteerd op regelnummer (‘B’ in Bijlage 4), om de juiste entity bij het
regelnummer te zoeken.
2.4.2 Ruimten
Ruimten (entity IfcSpace) kunnen op meerdere manieren omschreven worden. Per ruimte worden de
relevante regels (en daarmee de soort omschrijving) vastgelegd op de manier van Figuur 4. Dezelfde
methode wordt gebruikt voor de overige objecten. Het genoemde schema 1 is te vinden in Bijlage 3.

Hoofdstuk 2 - IFC importmethode 19
Regelnummer
IfcSpace
NEE
IFC regel X
Verwijzingen
van regel X
IFC regel Y
Vergelijking met
gezochte regel
volgens schema 1
Juiste regel
gevonden
Regelnummer
opslaan
JA
Figuur 4. Methode voor het zoeken naar de IFC regels die de vereiste informatie bevatten.
Twee methoden van beschrijving zijn geïmplementeerd. Bij een zogenaamde RectangleProfileDefinition
wordt het middelpunt vermeld, de lengte en breedte en een richtingsvector. Met behulp van deze gegevens
worden de vier hoekpunten berekend. Hiermee kunnen dus alleen rechthoekige ruimten worden beschreven.
Overige ruimten worden door een polyline gedefinieerd. Deze niet-rechthoekige ruimten zullen door middel
van een equivalent oppervlak omgevormd moeten worden tot een ruimte met enkel lengte en breedte als
gevolg van beperkingen van het rookmodel. De equivalente breedte volgt in dit geval uit de langste afmeting
in de x-richting en de diepte wordt berekend a.d.h.v. het oppervlak.
Oppervlakten worden niet vermeld in IFC en zullen dus juist voor de niet-rechthoekige ruimten berekend
moeten worden. Onderstaand Figuur 5 omschrijft een snelle methode met behulp van een algoritme, wat de
ruimte splitst in driehoeken.
R
Q
b a a
P
b a a b
b
1) Neem een willekeurig punt P van de ruimte als beginpunt van vector a en b
2) Neem het volgende punt Q als eindpunt van vector a
3) Totdat alle punten zijn behandeld (ofwel ||b|| = 0), herhaal…
a. Neem het volgende punt R als eindpunt van vector b
b. Bereken het oppervlak van de driehoek, gevormd door a en b door:
0.5 ⋅ [(Q x – P x ) ⋅ (R y – P y ) – (Q y – P y ) ⋅ (R x – P x )]
c. Tel de oppervlakte op bij het totaal oppervlak
d. Vector b wordt de nieuwe vector a
Figuur 5. Oppervlakte berekening van niet-rechthoekige ruimten.
Door de manier van berekenen is het oppervlak in stap 3b negatief als de hoek tussen a en b groter is dan
180 graden, linksom gerekend. Bij het voorbeeld is dit het geval in het derde plaatje. Dit voorkomt dat
bepaalde delen dubbel geteld worden.
Samengevat worden de volgende eigenschappen vastgelegd voor elke ruimte:
• ID nummer, afhankelijk van de volgorde van inlezen
• Omschrijving uit het 3D model, rechtstreeks uit IFC
• Hoogte van de ruimte, rechtstreeks uit IFC
• Hoekpunten, berekend of rechtstreeks uit IFC
• Referentiepositie (linker onderhoek, zie hoofdstuk 4.2)
• Breedte en diepte, rechtstreeks uit IFC of berekend
• Oppervlak, berekend uit de lengte en breedte of aan de hand van de hoekpunten

20
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
2.4.3 Wanden
Het verkrijgen van de coördinaten van de wanden gebeurt op dezelfde twee manieren als bij ruimten; veruit
de meeste wanden worden omschreven met een polyline definitie. De coördinaten worden in eerste instantie
alleen gebruikt om de wanddikte te bepalen. De wanden dienen voor het evacuatiemodel namelijk gesplitst
te worden daar waar zich openingen in de wand bevinden; alleen de voor de agent niet-toegankelijke
gebieden zijn benodigd. De splitsing gebeurt nadat de relatie gelegd is tussen wand en wandopening (zie
hoofdstuk 2.4.6).
Splitsing van de wanden gebeurt door de openingen in de wand te sorteren op de afstand tot het beginpunt
van de wand. Het eerste wanddeel wordt gedefinieerd door de lijn van startpunt wand tot startpunt eerste
opening. Het tweede wanddeel volgt uit: eindpunt eerste opening tot startpunt tweede opening enzovoort tot
het laatste deel: eindpunt laatste opening tot eindpunt wand. Als een opgesplitst wanddeel een lengte van 0
krijgt (bijvoorbeeld tussen twee aaneengesloten openingen), zal een fout ontstaan bij het berekenen van de
vier punten van het polygoon. In werkelijkheid bestaat het stukje niet en het wordt dus ook niet geëxporteerd
naar het invoerbestand voor het evacuatiemodel.
Wel kan er een fout ontstaan wat vooral opvalt bij dikke wanden: als het startpunt van een opening is
gevonden dat niet exact op de hartlijn van de wand ligt (dit kan voorkomen als gevolg van de gebruikte
methode voor vastleggen van de openingen, zie hoofdstuk 2.4.4), dan zal een scheef wanddeel ontstaan,
zie onderstaande Figuur 6.
startpunt wand
startpunt opening
Figuur 6. Onjuiste splitsing van een wandelement als gevolg van een raam dat uit de hartlijn van de
wand is geplaatst.
Een oplossing is om de wandopeningen altijd in het midden van de wanddikte te tekenen, maar bij het
tekenen met AEC elementen kan hier niet van uitgegaan worden. Een andere oplossing betekent een veel
complexere berekening voor het verkrijgen van de wand-eindpunten. De onnauwkeurigheid is geaccepteerd,
aangezien de invloed op de evacuatie van een paar cm verschoven wand nihil is.
Ramen zijn wat betreft het evacuatiemodel alleen nodig, zodat agents vanuit hun startpositie eventueel een
uitgang kunnen zien en die daardoor prefereren boven een andere uitgang. Hier wordt verder op ingegaan in
hoofdstuk 3.2.5. Dit betekent wel dat de splitsing van wanden op ooghoogte hoort te gebeuren. Ramen
boven elkaar verstoren de uitgelegde methode van splitsing. Een extra controle van de hoogte tussen de
vloer en de onderkant van het raam zou dit oplossen. Als dit hoger is dan ooghoogte (ca. 1.60 m) kan het
raam verwaarloosd worden. Voor ramen lager dan ca. een meter (vloer tot bovenkant raam) geldt hetzelfde.
De controle is nog niet in de applicatie verwerkt, dus de volgende raamindeling in een gevel levert nog een
onjuiste splitsing op (Figuur 7).

Hoofdstuk 2 - IFC importmethode 21
ooghoogte
onjuist
juist
Figuur 7. Onjuiste splitsing van de wand als gevolg van elkaar overlappende openingen.
Wandopeningen die voorbij de kopse kant van een wand lopen vergen ook extra aandacht, hoewel dit
verschijnsel zelden zal voorkomen in een tekening. De benodigde controle hiervoor is nog niet compleet wat
de fout oplevert, links in Figuur 8. De rechter situatie wordt wel correct gesplitst. Het maakt dus verschil of de
opening voorbij het startpunt (links) of het eindpunt (rechts) loopt.
Figuur 8. Splitsing bij wandopeningen die doorlopen buiten de wand.
2.4.4 Wandopeningen
In een IFC file, geëxporteerd uit Autodesk Revit, staan de afmetingen van wandopeningen als tekstuele
omschrijving vermeld in de regel zelf (IfcWindow of IfcDoor). Dit zou een eenvoudige manier zijn om de
maatvoering vast te leggen, maar dezelfde regels in een IFC file afkomstig van Autocad (ADT 2006)
bevatten deze informatie niet. De standaard geometrische representatiemethoden, te zien in Bijlage 3, zijn
dus nodig om de afmetingen en plaatsing in de wand te verkrijgen.
Daarbij ontstaat het probleem dat ramen en deuren vaak uit meerdere elementen bestaan (kozijn,
bewegende delen, glasplaten) wat in de IFC file resulteert in even veel geometrische beschrijvingen. Bij de
gebruikte zoekmethode wordt de eerste in het bronbestand ingelezen, maar dit kan bijvoorbeeld ook een
glasplaat zijn, waardoor dus niet de werkelijke vrije doorgang en hoogte gegeven wordt, maar die van het
transparante gedeelte. De opbouw van een wandopening, weergegeven in Figuur 9, biedt een oplossing. De
IFC entity OpeningElement beschrijft de totale opening in de wand, onafhankelijk waarmee dit wordt
opgevuld. De relatie met een raam of deur is te zien in schema 6 van Bijlage 3.
De dimensionering hiervan (één RectangleProfileDefinition) is gebruikt om de lengte en breedte van de
wandopening vast te leggen. Het startpunt daarentegen is niet makkelijk weergegeven; deze wordt
gerelateerd aan het startpunt van de wand waarin de opening zich bevindt. Dit oriëntatiepunt wordt daarom
wel uit de entities IfcWindow en IfcDoor gehaald. Beide geven het midden van de onderkant van het object
aan als absoluut cartesian point (x en y coördinaat). Het opbouwen van de IFC structuur van deur en raam
objecten (volgens Figuur 4) kan door gebruik van deze methode beperkt worden, wat scheelt in de tijd die
het verwerken van de IFC file vergt.

22
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
Figuur 9. Een standaard wandopening (l) en het automatisch gecreëerde OpeningElement (r).
Het levert echter wel een probleem op bij de schuifdeuren die veel voorkomen in de testsituatie. Deze
hebben een vrije doorgang van ongeveer de helft van de totale elementbreedte. Wordt de breedte van het
OpeningElement aangehouden, dan ontstaat een onjuiste doorgang in het evacuatiemodel. De schuifdeuren
in de Revit file zijn met een halve breedte getekend om dit probleem voorlopig te voorkomen. Een nettere
oplossing zou zijn om het type deur te herkennen (bijvoorbeeld zoeken naar ‘sliding’ in de omschrijving) en
vervolgens de breedte te halveren. De precieze plaats van de doorgang (links of rechts in het
OpeningElement) is dan wel moeilijk te achterhalen.
2.4.5 Kolommen
Kolommen kunnen een grote invloed hebben op het verloop van de evacuatie, zie bijvoorbeeld [44], en
worden daarom meegenomen in de verwerking van de IFC file. Kolommen kunnen op drie manieren worden
omschreven: via een RectangleProfileDefinition (rechthoekige vrijstaande kolommen), een Polyline
representatie (vrijstaande kolommen met een niet-rechthoekige vorm) en door middel van een FacedBrep
omschrijving. Laatstgenoemde betreft een omschrijving van alle afzonderlijke vlakken en is daardoor zeer
moeilijk in te lezen. Deze omschrijving komt voor wanneer een kolom in een wand geplaatst is, de linker
situatie in onderstaande Figuur 10.
Figuur 10. De linker manier van tekenen levert een FacedBrep omschrijving op voor de kolom. Uit het
rechter model volgt een eenvoudige RectangleProfileDefinition.
Om te voorkomen dat er kolommen ontbreken in het evacuatiemodel wordt als voorwaarde aan de tekening
gesteld dat de kolommen ‘vrijstaand’ getekend zijn. Zowel rechthoekige als niet-rechthoekige kolommen
kunnen dan probleemloos worden ingelezen.

Hoofdstuk 2 - IFC importmethode 23
2.4.6 Relaties
De relaties tussen een wandopeningen en de wand zelf worden vastgelegd via het hiervoor besproken
OpeningElement. De entities RelVoidsElement en RelFillsElement verwijzen hiernaar. Deze link is nodig
voor het opsplitsen van de wanden, behandeld in hoofdstuk 2.4.3. Om de invoer voor het rookmodel te
kunnen automatiseren is de relatie tussen wandopeningen en ruimten belangrijk. Hiermee worden de
zogenaamde doorstroomopeningen bepaald, openingen waar rook en warmte zich door kan verplaatsen
naar aangrenzende ruimten.
Een entity die hiervoor gebruikt kan worden is RelSpaceBoundary. Deze relatie koppelt een wand aan een
ruimte. Voorwaarde voor een correct resultaat is dat de ruimten exact door het buitenste vlak van de wand
begrensd worden, links in Figuur 11. Wordt de IFC file met Revit gemaakt dan is dit in principe altijd zo,
omdat Revit de ruimten automatisch aanmaakt. In Autocad tekent de gebruiker zelf de ruimten; het is dan
waarschijnlijker dat de ruimtegrens in het midden van de wand ligt, rechts in Figuur 11.
A
wand
B
A
B
Figuur 11. De linker situatie levert een correcte relatie op tussen de wand en ruimte A en B. Bij de
rechter manier van tekenen zal geen relatie worden gegeven.
Behalve de mogelijke fouten als gevolg van verschillen in de IFC file levert gebruik van RelSpaceBoundary
een ander probleem op: Zoals genoemd wordt een relatie gelegd tussen wand en ruimte, terwijl gezocht
wordt naar de relatie tussen wandopening en ruimte. De relatie wand – wandopening is bekend, maar bij
een wand die doorloopt langs meerdere ruimten (wat vaak voorkomt) is het niet direct te achterhalen welke
opening bij welke ruimte hoort. Hier zou dan weer een extra rekenkundige stap voor nodig zijn, gebaseerd
op de coördinaten van de verschillende elementen.
Om toch de juiste relaties te kunnen vinden, onafhankelijk van de IFC file, wordt een vectorvergelijking
gemaakt. Een aanname daarbij is dat de wanden (en dus ook de wandopeningen) binnen een bepaalde
marge op de grenzen van de ruimten worden getekend. Gezocht wordt naar de eerste situatie in Tabel 2;
hierin maakt de opening C-D deel uit van de ruimtebegrenzing A-B. De overige combinaties horen geen
match op te leveren. Om dit te bereiken worden voor elk vectorpaar vier hoeken berekend, die allen onder
een bepaalde grenswaarde moeten liggen.
Een probleem ontstaat als bijvoorbeeld het beginpunt van de opening (C) dichtbij het beginpunt van de
ruimtegrens (A) ligt. De hoek AB-AC blijft nul als de twee vectoren precies op elkaar liggen, maar bij een
kleine afwijking zal de hoek al snel groter worden dan de grenswaarde en zal geen match gemaakt worden,
terwijl dat wel moet. Een ander probleem ontstaat als de opening door een onnauwkeurigheid in de tekening
net iets voorbij de ruimtegrens ligt, zoals in de tweede situatie in Tabel 2 met een verwaarloosbare afstand
B-D. De hoek is dan rond de 180 graden en er zal eveneens geen overeenkomst gevonden worden.
Beide problemen zijn opgelost door een extra controle toe te voegen die de afstand tussen beide
ruimtehoekpunten en begin- en eindpunt van de opening toetst. Onder een bepaalde afstand wordt de
controle van de hoeken als het ware overruled, aangezien die niet meer betrouwbaar is. Deze afstand (x) en
de minimale waarde voor de berekende hoeken (α) vormen twee variabelen die van invloed zijn op de
juistheid van de relaties.

24
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
Mogelijke combinaties van te controleren vectoren
Deur CD moet
gekoppeld worden aan
de ruimte AB
A C D B JA
A C B D NEE
A B C D NEE
A
C
D
B
Hoek tussen
vectoren
— AB-AC = 0
— AB-AD = 0
— BA-BC = 0
— BA-BD = 0
— AB-AC = 0
— AB-AD = 0
— BA-BC = 0
— BA-BD = 180
— AB-AC = 0
— AB-AD = 0
— BA-BC = 180
— BA-BD = 180
NEE — AB-AC = 45
— AB-AD = 20
— BA-BC = 20
— BA-BD = 45
D
A C B
NEE — AB-AC = 0
— AB-AD = 30
— BA-BC = 0
— BA-BD = 60
Tabel 2. Bepaling van de relatie tussen deur en ruimte.
Na enige tests blijkt dat bij x = 350 mm en α = 10 graden bij elke opening in de situatie van Bijlage 1 de juiste
twee ruimten gevonden worden, met de volgende uitzonderingen:
De glaspui tussen ruimte 16 en 4 is aan geen enkele ruimte gekoppeld. In Figuur 12 is de situatie geschetst.
Het probleem ontstaat door de grens tussen ruimte 1 en 4, wat in werkelijkheid een open doorgang is. De
ruimten zijn gesplitst door middel van een room separation line in Revit, ten gunste van de nauwkeurigheid
van de berekeningen in het rookmodel. Hierdoor krijgt ruimte 16 een extra ‘hoekpunt’ toegekend wat ervoor
zorgt dat de pui met geen enkele ruimtevector overeen komt.
Het is opgelost door de grens van ruimte 1 en 4 iets naar onder te verplaatsen. In principe zal een dergelijke
situatie niet voorkomen als de ruimten automatisch worden gegenereerd en de puien correct zijn getekend.
4. Kantoor
16. Vergaderzaal
Room separation line
Extra punt in
omschrijving
ruimte 16
1. Verkeersruimte
Figuur 12. De gestippelde wandopening komt niet overeen met één van de ruimtebegrenzingen.

Hoofdstuk 2 - IFC importmethode 25
Andere openingen die niet gekoppeld zijn aan een ruimte zijn de balustraden rondom het atrium, voor het
gemak getekend als vensters in een dunne wand. De wanden komen in dit geval terecht niet overeen met
een ruimtescheiding.
Tot slot zijn er twee deuren die slechts aan één ruimte worden gekoppeld. Dit zijn de deuren die in het model
de start van de trappen naar de onderliggende verdieping voorstellen (deze in werkelijkheid niet aanwezige
deuren zijn toch getekend, zodat de mensenstroom in trappenhuizen 7 en 8 ook kan worden gesimuleerd).
De ruimten hierachter, de trapgaten, zijn niet als aparte ruimte gedefinieerd en worden daarom opgevat als
de buitenlucht. Voor de gebruiker zijn deze deuren wel makkelijk herkenbaar bij het markeren van de
nooduitgangen, zie hoofdstuk 3.4.1.
Bovengenoemde variabelen leveren dus een 100% juist netwerk van ruimten op, mits de situatie uit Figuur
12 niet voorkomt. Aangezien alleen de verdieping van Vertigo is getoetst, blijft het van belang de invoer in de
user interface van het rookmodel te controleren.
2.5 User interface: projectbeheer
Bij opstarten van het programma wordt de sheet ‘Naamloos Project’ geopend, een bronbestand zonder
ingelezen IFC file. De eerste stap voor de gebruiker is dus het selecteren van een IFC bestand of het
openen van een bestaand project. Voor alle bestandsbeheer acties (openen en opslaan van projecten,
uitvoeren en inlezen van de bestanden voor evacuatie- en rookmodel, openen van IFC files) wordt het
gedeelte linksboven in de UI gebruikt, zie Figuur 13. De betreffende knoppen worden pas ingeschakeld,
zodra een bestand van het juiste formaat is geselecteerd. Ook zijn de overige tabs nog niet beschikbaar
totdat een IFC file is ingelezen en verwerkt (of een project is geopend waarin dit gebeurd is).
Bestandsbeheer
Te doorlopen
tabbladen
Status van de
applicatie
Lijst met
uitgevoerde
handelingen
Figuur 13. Opstartscherm ICARES.
Door eerst een IFC file van de gebouwgeometrie in te lezen en het project vervolgens onder verschillende
namen op te slaan, kan men gemakkelijk meerdere scenario’s toetsen. Wel kan er altijd maar één project
open staan; de connection strings van de gebruikte ADOcontrols (benodigd om de koppeling met een Excel
database te maken) verwijzen altijd naar het geopende project.

26
Hoofdstuk 2 - IFC importmethode
In het gedeelte linksonder in het scherm is te zien waar het programma mee bezig is en wordt een log
bijgehouden van de uitgevoerde handelingen. Deze wordt overigens nog niet opgeslagen bij het project,
maar dit zou een nuttige en relatief eenvoudige uitbreiding kunnen zijn.
Voor ondersteuning bij de ontwikkeling van de applicatie met Visual Basic zijn diverse internetsites gebruikt
[47, 48, 49, 55, 59, 66, 68, 75, 77, 78]; hier wordt verder niet apart naar verwezen.
2.6 Voorwaarden en beperkingen
Om de verwerking van de IFC file foutloos te laten werken, zijn enkele voorwaarden aan de opbouw van de
tekening niet te vermijden. Hieronder worden de belangrijkste besproken.
In Revit zijn een aantal room separation lines gebruikt om de grote centrale (niet-rechthoekige) ruimte op te
splitsen t.b.v. de nauwkeurigheid in het rookmodel. Deze zouden als een wand met een opening over de
hele breedte getekend moeten worden om ze bij importeren van de IFC file als verbindingen te herkennen
en ze als zodanig in het rookmodel in te voeren. Het is voor de ontwerper logischer om de room separation
lines te gebruiken (die overigens niet apart geëxporteerd worden naar het IFC bestand). De ruimten worden
dan wel correct verwerkt, maar er is geen directe stroming van rook en hitte mogelijk zonder gedefinieerde
doorstroomopeningen. Dat betekent dat de gebruiker in het rookmodel de verbindingen zelf moet invoeren
als wandopeningen met afmetingen gelijk aan de totale breedte en hoogte van de ruimte op dat punt.
Daarnaast worden ruimten die een andere ruimte omsluiten niet geheel juist ingelezen. Alleen de buitenste
polyline wordt vastgelegd in het bronbestand. Het vlak, gedefinieerd door de binnenste polyline, (de
omsloten ruimte), moet van het oppervlak worden afgetrokken; dit is nog niet geïmplementeerd.
Een ander punt waarop gelet moet worden is de hoogte van de verdiepingniveaus, gedefinieerd in Revit.
Lopen objecten door over meerdere verdiepingen, dan zullen de bijbehorende regels meerdere keren
voorkomen in het IFC bestand. Het is niet uitvoerig getest of dit problemen oplevert bij de verdere
verwerking van de geometrie. De dubbele regels zijn in het IFC bestand te herkennen aan een identiek ID
nummer. Dit nummer is voor elk object uniek en tevens op te vragen in Revit.
De wanden in het project worden geëxporteerd als entity IfcWallStandardCase. Dit is een subklasse van de
IfcWall. [70] definieert beide objecten als volgt:
“The wall (IfcWall) represents a vertical construction that bounds or subdivides spaces. It is the common
concept of a wall that will be later specialized in the various domains.
The standard wall (IfcWallStandardCase) defines a wall with certain constraints for the provision of
parameter and with certain constraints for the geometric representation.”
Alleen de WallStandardCase wordt ingelezen in het bronbestand. Incidenteel kan het voorkomen dat een
wand als IfcWall wordt geëxporteerd, wat resulteert in het ontbreken van de wand in het bronbestand. In de
testcase komt dit niet voor.
Tot slot wordt aangenomen dat OpeningElements zonder invulling niet voorkomen in het ontwerp. Het is dan
namelijk niet duidelijk of het een raam- of deuropening betreft. Bovendien zou een foutmelding optreden bij
het zoeken naar de opvulling, die standaard gebeurt om de koppeling wand – deur/raam te leggen.
Het is vooralsnog alleen mogelijk om rechthoekige deuren en ramen in te lezen; alleen de beschrijving via
een rectangleprofiledefinition is geïmplementeerd, zie ook de schema’s 3 en 4 in Bijlage 3. Eventuele
openingen in het horizontale vlak dienen handmatig in het rookmodel te worden ingevoerd.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 27
3 Evacuatiemodel
3.1 Typering model
Gwynne [12] heeft alle factoren die de evacuatietijd kunnen beïnvloeden onderverdeeld in vier categorieën:
Configuratie van het gebouw:
In het gebouw geldende procedures:
Omstandigheden binnen het gebouw:
Het gedrag van de personen:
De fysieke structuur van de omgeving, zoals
uitgangsbreedten, lay-out van vluchtroutes enz.
Kennis en gewenning van de gebruikers wat betreft de
configuratie en beschikbaarheid van uitgangen, training en
handelingen van het personeel.
De effecten van hitte, rook en giftige stoffen op de
geestelijke en lichamelijke vermogens van de personen.
Verschijnselen als het effect van groepsgedrag, het
vervullen van rollen, individuele reacties op de
noodsituatie, loopsnelheden enz.
Een ideale simulatie zou rekening houden met al deze factoren, maar zoals al kort genoemd in hoofdstuk
1.1, worden evacuatiemodellen vaak opgedeeld in drie groepen. Afhankelijk van de hoeveelheid en manier
waarop gedragsaspecten worden gesimuleerd onderscheidt men movement models, partial behavior models
en behavior models.
Movement models houden alleen rekening met de configuratie van het gebouw. De partial behavior
modellen bevatten enkele per individu verschillende eigenschappen, zoals gewenste loopsnelheid en de
zogenaamde pre-movement tijd en simuleren in beperkte mate interacties tussen de agents.
Behavior modellen bevatten tevens beslissingen die gebruikers maken, los van hun pad naar de
eindbestemming. In de meeste gevallen wordt rule-based behavior gebruikt, bijvoorbeeld: ‘Bij het
tegenkomen van een bepaalde rookdichtheid, keer om en zoek een ander pad’.
Zoals vermeld bij de doelstellingen in hoofdstuk 1.2 is het streven om de in het gebouw aanwezige personen
individueel te simuleren. Dit betekent dat een microscopisch model ontwikkeld wordt, wat de volgende
eigenschappen heeft:
• De plattegrond wordt gedetailleerd gemodelleerd, door middel van een grid of een continue ruimte;
• De populatie bestaat uit agents met verschillende eigenschappen;
• De agents beïnvloeden elkaar;
• Zowel interne (psychologische) als externe (ruimtelijke) factoren worden gesimuleerd, m.a.w. een
behavior of partial-behavior model.
Een behavior model geeft uiteraard een meer realistische simulatie, maar gezien de complexiteit van het
sociologische / psychologische kennisgebied hierachter, is het ontwikkelde evacuatiemodel beperkt tot een
partial-behavior model. Om dezelfde reden worden de simulaties van de brand en evacuatie onafhankelijk
van elkaar uitgevoerd, m.a.w. het effect van de heersende omstandigheden op het verloop van de
ontvluchting wordt niet gesimuleerd.
Een continue ruimte geeft de meeste mogelijkheden om realistisch gedrag te simuleren en daarmee ook de
meest betrouwbare resultaten. ‘Steering behavior’ wordt aan de agents toegevoegd, wat een verzamelnaam
is voor onder meer het vermijden van botsingen met obstakels of andere personen, het volgen van een pad
of juist het weglopen van een locatie (zie [76] voor voorbeelden).
Een onderdeel van een onderzoek van de TU/e, genaamd AMANDA; A Multi-Agent Model for Network
Decision Analysis [58], betreft een simulatieomgeving waarin agents een doel kiezen, de kortste route
bepalen en vervolgens in een continue beweging de weg naar hun doel vinden. Dit is als basis gebruikt voor
het te ontwikkelen evacuatiemodel. In hoofdstuk 3.2 wordt het model verder gespecificeerd.

28
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
In Bijlage 5 is een classificatie van het ontwikkelde evacuatiemodel te vinden op basis van een review van
een aantal moderne evacuatiemodellen, [18], uitgevoerd door het National Institute of Standards and
Technology (NIST). Ook worden een aantal modellen kort besproken die op het gebied van de onderzochte
eigenschappen het meest overeenkomen met het model uit het afstudeerproject.
3.2 Eigenschappen en gedrag van de agents
Het ontwikkelde evacuatiemodel is agent-based, oftewel voorzien van ‘intelligente’ individuen met
verschillende eigenschappen. Uit [64] blijkt hoeveel variabelen van invloed kunnen zijn op het verloop van
een evacuatie (Tabel 3). Op dit moment bestaat er nog geen evacuatiemodel dat al deze aspecten
meeneemt.
Gebouw kenmerken
• Gebouw type en functie
• Dimensies
• Lay-out van ruimten
• Aantal en ligging vluchtroutes
• Bouwkundige kenmerken en complexiteit
• Verlichting en signalering
• Informatiesystemen t.b.v. noodsituaties
• Brandmeld- en blusvoorzieningen
Persoonlijke kenmerken populatie
• Grootte en dichtheid populatie
• Alleen individuen of groepen
• Bekendheid met het gebouw
• Verdeling en activiteiten
• Alertheid (evt. slapende personen)
• Fysieke / cognitieve capaciteiten
• Rollen / verantwoordelijkheden
• Toewijding aan activiteit
• Punt van focus
• Geslacht
• Cultuur
• Leeftijd
• Ervaring met noodsituaties
Evacuatie strategie en procedures
• Type evacuatie
• Alle personen getraind in procedures of
slechts enkele
• Voorzieningen voor minder validen
• Frequentie van trainingen of oefeningen
• Wie is getraind of geoefend
Omstandigheden als gevolg van brand
• Rook en giftige gassen
• Temperatuur
• Zichtafstand
• Ontwikkeling / transport
• (Tijdsduur) blootstelling
Tabel 3. Variabelen die effect hebben op de evacuatie volgens [64], onderverdeeld volgens Gwynne.
Wat betreft het type evacuatie wordt onderscheid gemaakt in een totale evacuatie, gezoneerde evacuatie en
gefaseerde evacuatie. ICARES richt zich op de totale evacuatie, waarbij de totale populatie tegelijkertijd een
weg zoekt uit het gebouw (in dit geval verdieping). Een gezoneerde evacuatie [69] komt voor in grote of
hoge gebouwen, waarbij de populatie in gedeelten wordt geëvacueerd of naar veilige zones wordt geleid.
Een goed verloop hangt af van de communicatie naar de gebruikers toe. Gefaseerde evacuatie [29] is
gebruikelijk in bijvoorbeeld winkelcentra of zorginstellingen. Bij waarneming van de brand wordt eerst het
personeel op de hoogte gebracht via een stil of gecodeerd alarm. Zij kunnen de nodige maatregelen nemen
en indien nodig het publiek alarmeren.
Vooral de genoemde persoonlijke kenmerken van de populatie hebben invloed op de aan te nemen waarden
voor de gewenste loopsnelheid, pre-movement time en keuze van de vluchtroute. Deze variabelen hebben
een direct effect op de tijdsduur van de evacuatie en worden vanaf hoofdstuk 3.2.3 behandeld. Uiteindelijk
komt elk persoon met bijbehorende eigenschappen individueel in het invoerbestand voor het evacuatiemodel
te staan, besproken in hoofdstuk 3.3. De volgende paragraven behandelen het algemene ruimtelijke gedrag
van de agents.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 29
3.2.1 Kortste pad berekening
Bij een model met een continue ruimte gelden geen vooraf vastgelegde routes; deze zullen dus tijdens de
simulatie bepaald moeten worden. In de bestaande simulatieomgeving van AMANDA wordt het A* algoritme
[46] gebruikt voor de kortste pad berekeningen. Dit is een zogenaamde best-first search, wat inhoudt dat er
voor iedere cel een schatting h gemaakt wordt van de resterende afstand tot het doel. Gevolg hiervan is dat
niet alle nodes onderzocht worden, zoals wel gebeurt bij het bekende Dijkstra’s algoritme, een breadth-first
search. Een best-first search betekent een kortere rekentijd, maar ook minder betrouwbaarheid voor wat
betreft de uitkomst. Het model is ‘admissable’ (de kortste route wordt altijd gevonden), indien de schatting h
nooit de werkelijke afstand overschat. Dit is het geval als men h=0 aanneemt, echter dan zal elke node
worden onderzocht; het wordt dan weer een breadth-first search.
In het geval waarbij de afstand (of kosten, tijd enz.) tussen twee elkaar grenzende cellen overal gelijk is,
zoals bij een evacuatiemodel, kan men gebruik maken van de zogenaamde Manhattan heuristiek. Hierbij
wordt het minimale aantal horizontale en verticale stappen naar het einddoel vermenigvuldigd met de
waarde per stap. Obstakels worden genegeerd, zodat de schatting de werkelijke resterende afstand nooit zal
overschatten.
Het algoritme gaat uit van twee verzamelingen:
A. Open list: lijst met nodes die nog niet ‘expanded’ zijn, te beginnen met de begincel. Expanding betekent
het ontdekken van alle mogelijke volgende stappen.
B. Closed list: die nodes die al onderzocht of expanded zijn.
De open list bevat voor elke cel de waarden f, g en h en is zo gesorteerd dat de cel met de laagste waarde
voor f bovenaan staat. Bovendien geldt:
f = g + h
Waarin:
g = de som van alle kosten (afstand) om tot het huidige punt te komen
h = is een schatting van de kosten tot het einddoel
f = de som van beiden, m.a.w. de totale kosten om via het huidige punt het einddoel te bereiken
Uitgaande van een grid met rechthoekige cellen doorloopt het A* algoritme de volgende stappen:
1) Voeg de startnode toe aan de open list.
2) Herhaal het volgende:
1) Neem het bovenste punt van de open list met de laagste waarde voor f. Dit is cel X.
2) Verplaats cel X naar de closed list.
3) Voor elk van de 8 aangrenzende cellen…
• Negeer de cel als deze zich in de closed list bevindt of als de cel ontoegankelijk is. Doe anders
het volgende:
• Als de cel zich nog niet op de open list bevindt, voeg het toe aan de open list. Sla cel X op als
‘parent’ van deze cel. Sla f, g en h op van deze cel.
• Als de cel zich al wel op de open list bevindt, controleer dan of de route via cel X beter (korter) is
dan de opgeslagen waarde g. Als dit het geval is, vervang dan de opgeslagen parent cel door
cel X en bereken f en g opnieuw. Sorteer de open list opnieuw.
4) Stop wanneer:
• De doelcel is toegevoegd aan de closed list. Het kortste pad is bekend en kan bepaald worden
door vanuit het eindpunt via de parent cells terug te werken tot het startpunt.
• De open list leeg is en het einddoel niet bereikt is. In dit geval is er geen pad mogelijk van het
startpunt naar de targetcel.
De cellenstructuur is alleen benodigd voor het kortste pad algoritme, waarbij de uit polygonen opgebouwde
geometrie wordt omgezet naar toegankelijke (ruimten en deuren) en niet toegankelijke (wanden en andere
obstakels) cellen. Is de route vastgelegd, dan zal de agent in een continue beweging naar zijn einddoel
lopen.

30
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
3.2.2 Stuurgedrag
Tijdens de vluchtpoging gelden de volgende vormen van stuurgedrag. De parameters zijn voor alle agents
gelijk, maar de specifieke situatie rondom de agent heeft eveneens invloed op het vertoonde gedrag. De
figuren zijn afkomstig van [76].
Path following
B
Figuur 14. De agent beweegt over het pad van A naar B.
A
Het volgen van het berekende pad; parameters zijn de padbreedte, de prediction factor (de mate van vooruit
kijken) en de importantie. Als blijkt dat de voorspelde positie van de agent verder van het pad af ligt dan de
halve padbreedte krijgt de agent een stuurvector toegekend, gericht op een punt verder op het pad.
Unalligned collision avoidance
A
B
Figuur 15. Agent A en B ontwijken een dreigende botsing met elkaar.
Het voorkomen van botsingen met andere personen; parameters zijn de tijd die men vooruit kijkt, de
minimale afstand die men onderling aanhoudt en de importantie. Gebaseerd op de huidige snelheid en
richting wordt bepaald waar en wanneer de agent één van de andere agents te dicht nadert. Er volgt een
richtingswijziging om de plaats te ontwijken en bovendien een hogere of lagere snelheid om voor of na het
verwachte moment van botsing het punt te passeren.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 31
Obstacle avoidance
A
Figuur 16. De agent voorziet een botsing met obstakel A en stuurt hiervan weg.
Het afstand houden van obstakels; parameters zijn de vooruit te kijken afstand, de weerstand (afstotende
kracht) en de importantie. Door het toekomstige pad van de agent te voorspellen (de rechthoek in Figuur 16)
worden botsingen voorzien. De agent wordt in bepaalde mate afgeremd en voorzien van een stuurvector om
het obstakel te ontwijken.
De drie afzonderlijke gedragsvormen kunnen elkaar tegenwerken als ze tegelijkertijd van invloed zijn. De
combinatie (steering composition) kan op verschillende manieren plaatsvinden:
• Simple: Telt de resulterende vectoren van alle gedragsvormen bij elkaar op.
• Sequential: Iedere tijdstap (0.1 sec) is een ander stuurgedrag maatgevend.
• Importance: De belangrijkste stuurvorm is maatgevend, afhankelijk van de importantie parameter en
de specifieke situatie rondom de agent
• Switch: In het programma wordt een keuze gemaakt, evt. afhankelijk van andere factoren.
De derde methode blijkt het beste resultaat op te leveren in het evacuatiemodel. Figuur 17 laat de
combinatie van het stuurgedrag schematisch zien.
Steering Composition
Switch
Steering Composition
Simple
Steering Composition
Importance
Path Following
Unalligned Collision
Avoidance
Obstacle
Avoidance
Figuur 17. Opbouw van steering behavior in het evacuatiemodel
De eerste splitsing (switch) maakt onderscheid tussen de tijd dat men stil staat (en geen gedrag vertoont) en
de periode dat men met de vluchtpoging bezig is. De keuze voor simple steering composition in het eerste
geval is dus eigenlijk niet relevant, omdat er geen gedrag aan gekoppeld is. Is de agent eenmaal begonnen
met lopen, dan geldt steering composition importance.

32
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
Deze vormen van stuurgedrag leveren een model op wat dichter bij de werkelijkheid staat dan de
hydraulische modellen. De doorstroomcapaciteit van een gang is bijvoorbeeld niet meer afhankelijk van
rekenregels, maar van het toegewezen gedrag van de agents. Verschijnselen als opstoppingen,
boogvorming en zogenaamde counterflows (tegengestelde stromingen) zullen vanzelf ontstaan, mits het
gedrag van de agents overeen komt met de werkelijkheid. Het gedrag is tevens bepalend voor variaties in de
loopsnelheid, die bij de discrete modellen in veel gevallen wordt gerelateerd aan de persoonsdichtheid.
Het gedrag als geheel werkt echter nog niet vlekkeloos, vooral in besloten ruimten met een hoge
persoonsdichtheid, zie ook hoofdstuk 6.2. Hiervoor dient de zogenaamde collision detection (het voorzien
van een botsing) en conflict resolution (het oplossen van een naderend conflict met een andere agent)
verbeterd te worden. De variabelen zijn zodanig afgesteld dat een acceptabel gedrag ontstaat voor situaties
vergelijkbaar met de testcase, d.w.z. dat de agents zo min mogelijk door elkaar lopen en afstand houden van
obstakels.
3.2.3 Pre-movement time
De pre-movement time is volgens de Britse norm BSI DD240 [38] gedefinieerd als de tijd vanaf de
alarmering totdat daadwerkelijk begonnen wordt met de beweging richting een uitgang. Het bevat twee
fasen, de ‘recognition time’, waarin het signaal herkend wordt en de ‘response time’. De responstijd kan
sterk variëren tussen verschillende situaties. Het kan onder meer de volgende handelingen omvatten:
• Onderzoeken wat er gebeurd is en proberen meer informatie te verkrijgen;
• Proberen het vuur te bestrijden;
• Helpen en waarschuwen van anderen;
• Verzamelen van persoonlijke bezittingen;
• Alarmeren van de brandweer.
Er zijn diverse onderzoeken gedaan naar de pre-movement tijd, zowel voor ontruimingsoefeningen als
daadwerkelijke noodsituaties, met het doel richtwaarden op te stellen voor toetsingsmodellen. In Tabel 4
staan een aantal van de uitkomsten vermeld, afkomstig van [2, 9, 14, 23, 28, 29 en 33].
Onderzoek
Brennan
- Kantoorgebouw
- Woongebouw
Purser & Bensilium (BRE Ltd)
- Kantoorgebouw
- Supermarkt
- Winkelcentrum
- Theater
- Universiteitsgebouw / bibliotheek
Proulx & Fahy
- Woongebouw
- Kantoorgebouw
Pre-movement
tijd [min]
1.0 – 6.0
1.0 – >20
0.6 – 2.5
1.5 – 2.5
0.9 – 4
1.0 – 3.9
0.6 – 1.8
2.8 – 8.6
0.6 – 1.0
Frantzich
- Warenhuis < 1.0
Olsson & Regan
- Universiteitsgebouw
- Kantoorgebouw
Gwynne e.a.
- Universiteitsgebouw
- Ziekenhuis
0.5 – 0.6
0.3 – 0.5
Gem. 1.2
0.3 – 1.5
Tabel 4. Gemeten waarden voor de pre-movement tijd voor verschillende gebouwfuncties.
Uit veel onderzoeken blijkt dat de waarden voor de pre-movement tijd onder de populatie verdeeld zijn
volgens een normaalverdeling of Weibull verdeling. Bij het gebruik van de profielen tijdens het invoeren van
agents wordt een normaalverdeling aangehouden (standaardafwijking 20 sec) rondom de aangenomen
gemiddelden, te zien in Tabel 5. Hieruit volgt een totale spreiding voor de pre-movement tijd van ca. 0.2 –
2.7 min, wat redelijk overeenkomt met de waarden uit Tabel 4 voor de gebouwsituaties waarvoor ICARES
onder meer bestemd is (kantoorgebouw en universiteitsgebouw).

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 33
Profiel
Pre-movement time [sec]
Male 70 ± 60
Female 70 ± 60
Elderly 90 ± 60
Children 80 ± 60
Disabled 100 ± 60
Tabel 5. Aangehouden pre-movement tijd voor verschillende profielen in ICARES.
Veel van de factoren uit Tabel 3 hebben echter invloed op de pre-movement time, waardoor het nagenoeg
onmogelijk is om standaard waarden op te stellen. Vooral het type alarm (gesproken boodschap of alleen
optisch signaal) en training van evacuatiepersoneel blijken voor grote variaties te zorgen.
Voor de volledigheid volgt een beschrijving van de overige tijdsperioden die op het project van toepassing
zijn; Figuur 18 bevat een overzicht, afkomstig van [42].
De detectietijd is de periode tussen de start van de brand en het waarnemen hiervan door een persoon of
een detectiesysteem. Het is aan de gebruiker deze tijd in te schatten, afhankelijk van de gebouwbezetting,
de veronderstelde brand en de aanwezige detectoren.
De alarmeringstijd is de periode tussen het waarnemen van de brand en het alarmeren van de aanwezige
personen door middel van een ontruimingsalarm. Deze periode is afhankelijk van het te verwachten gedrag,
geldende procedures in het gebouw en de aard van de brandmeld- en alarminstallatie. In het geval dat beide
waarden niet worden ingevuld wordt een detectietijd van 120 seconden aangehouden en vervolgens een
alarmeringstijd van 20 seconden.
De RSET, required safe escape time, betreft de tijd die men nodig heeft om een uitgang te bereiken,
gerekend vanaf de start van de brand. Deze periode bestaat dus uit de detectietijd, alarmeringstijd en de
individuele pre-movement time en looptijd (travel time).
Tot slot wordt in het invoerbestand voor het evacuatiemodel de ‘start escape’ tijd voor elke agent vastgelegd.
Dit betreft het tijdstip waarop de agent begint met zijn vluchtpoging en omvat de detectie- en alarmeringstijd
en de pre-movement tijd. Deze waarde wordt ook gebruikt om enkele grafieken in het resultatenscherm
overzichtelijker te maken (zie hoofdstuk 5.3).
Figuur 18. Onderscheiden perioden tijdens evacuatie, uit [42].

34
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
3.2.4 Loopsnelheid
De onbelemmerde loopsnelheid is gekoppeld aan het profiel van de agent (er wordt dan wederom een
normaalverdeling aangehouden) of wordt ingevoerd door de gebruiker. In ICARES zijn de waarden uit Tabel
6 aangehouden, afkomstig van [19]. Min of meer dezelfde waarden volgen uit onderzoeken van Fruin [10],
Pauls [24] en Predtechenskii en Milinskii [27].
Profiel
Snelheid [m/s]
Male 1.35 ± 0.20
Female 1.15 ± 0.20
Elderly 0.9 ± 0.30
Children 0.8 ± 0.30
Disabled 0.8 ± 0.37
Tabel 6. Aangehouden loopsnelheid voor verschillende profielen in ICARES.
Het betreft hier de onbelemmerde snelheid die agents proberen aan te houden tijdens hun vluchtpoging.
Hoe meer conflicten er optreden met andere agents, des te vaker zal hiervan worden afgeweken. De
gemiddelde snelheid gezien over de hele looptijd zal dus altijd lager zijn.
3.2.5 Uitgangkeuze
Veel bestaande evacuatiemodellen, in ieder geval de movement of hydraulische modellen, nemen aan dat
elk individu de kortste route ofwel de dichtstbijzijnde uitgang kiest. Onderzoeken naar branden hebben een
beter inzicht opgeleverd in het gedrag van mensen op het moment van het waarnemen van een
noodsituatie. Vaak wordt verwezen naar Sime [31, 32], Bryan [3, 4] en Wood [36]. Het kunnen voorspellen
van de verdeling van de mensenstroom over de verschillende uitgangen blijkt belangrijker te zijn dan alleen
de afmetingen van vluchtroutes te beschouwen, terwijl de nadruk in de regelgeving juist op het
laatstgenoemde ligt.
Om inzicht te krijgen in de keus van een uitgang is het nodig te weten welke aspecten hierbij meespelen.
Een vaak gesignaleerd verschijnsel is dat mensen eerder geneigd zijn om een bekende uitgang te nemen
(daar waar ze ook binnen gekomen zijn) i.p.v. de dichtstbijzijnde uitgang. Benthorn en Frantzich [1] spreken
van de Theory of Choice by Distance and Familiarity; bij gelijke afstand tot twee uitgangen zal men kiezen
voor de meest bekende uitgang. Vergroot men de afstand tot deze uitgang dan is er op gegeven moment
sprake van een ‘breaking point’; men zal dan kiezen voor de onbekende dichtstbijzijnde uitgang.
In het ontwikkelde evacuatiemodel maakt ieder persoon een afweging op basis van een aantal ruimtelijke
factoren en gedragsaspecten, alvorens een uitgang te kiezen. Heeft de agent eenmaal een doel gekozen,
dan verandert dit niet meer. In werkelijkheid is de kans groot dat dit wel gebeurt, maar met het doel het
model niet te complex te laten worden is deze aanname gedaan.
De afweging bestaat in het model uit zes aspecten, hieronder toegelicht, die elk een score opleveren voor de
afzonderlijke uitgangen. De scores voor de eerste drie aspecten worden indirect bepaald door de gebruiker,
de overige aspecten worden berekend tijdens het uitvoeren van de simulatie. Tabel 7 bevat een overzicht.
Zichtbaarheid algemeen
Een goed aangegeven, opvallende deur krijgt de voorkeur boven andere uitgangen. Het aspect staat los van
persoonlijke eigenschappen; de resulterende waarden zijn dus voor alle agents gelijk (‘globaal’ in Tabel 7).
De zichtbaarheid zal in werkelijkheid pas een rol spelen tijdens de vluchtpoging. Het effect op de verdeling
over de aanwezige uitgangen wordt hiermee dus van tevoren impliciet gesimuleerd.
Gewenning
Uit het oogpunt van gewenning kan men de voorkeur hebben voor een bepaalde (hoofd)uitgang t.o.v. de
alternatieven, ondanks dat een uitgangspunt bij het gebruik van ICARES is dat de populatie op de hoogte is
van de plaats en aard van alle uitgangen.
Toegankelijkheid uitgang
Met toegankelijkheid wordt het gemak bedoeld waarmee de uitgang gebruikt kan worden. Te denken valt
aan moeilijk begaanbare ladders, luiken of juist een makkelijke panieksluiting. Daarnaast kunnen
voorwerpen het pad naar de deur versperren. De score kan per persoon of profiel verschillen, afhankelijk
van de fysieke capaciteiten. Het gesloten zijn van een nooduitgang kan hier overigens niet mee gesimuleerd
worden, i.v.m. de mogelijk gunstig uitvallende overige aspecten. De uitgang zou dan alsnog gekozen kunnen
worden.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 35
Afstand
De dichtstbijzijnde uitgang zal de voorkeur krijgen boven verder weg gelegen uitgangen. Deze score wordt
berekend tijdens de simulatie, waarbij er geen onderscheid wordt gemaakt tussen de verschillende profielen.
Zichtbaarheid uitgang vanuit startpositie
Een uitgang die vanuit de positie van de agent aan het begin van de vluchtpoging zichtbaar is, zal de
voorkeur krijgen boven andere, niet zichtbare uitgangen. Meerdere zichtbare uitgangen krijgen dezelfde
score.
Dit aspect is nog niet geïmplementeerd, mede omdat beide uitgangen in de testomgeving niet zichtbaar zijn
voor alle agents en het aspect dus geen effect zou hebben.
Volgen van anderen
Het volgen van anderen is een vaak gesignaleerd verschijnsel tijdens een evacuatie. Dit kan een vorm van
massagedrag zijn, maar bijvoorbeeld ook veroorzaakt worden door sociale rollen of het volgen van
aanwijzingen van veiligheidspersoneel. Vanaf de start van de simulatie wordt voor iedere agent bijgehouden
hoe de omstanders zich verdelen over de beschikbare nooduitgangen. De uitgangen krijgen een score
toegekend voor de betreffende agent, evenredig met deze verdeling.
Aspect
Gewicht voor aspect, voor
alle agents identiek
[standaardwaarde]
Berekend /
Invoer
Globaal /
Individueel
P1 Zichtbaarheid uitgang algemeen W p1 [40] Invoer Globaal
P2 Gewenning W p2 [80] Invoer Individueel
P3 Toegankelijkheid van de uitgang W p3 [50] Invoer Individueel
S Afstand van startpunt naar W S [60] Berekend Individueel
uitgang
Z Zichtbaarheid uitgang vanuit W Z [30] Berekend Individueel
startpositie
M Volgen van anderen W M [70] Berekend Individueel
Som = W tot [330]
Tabel 7. De zes aspecten die in het evacuatiemodel de uitgangkeuze beïnvloeden.
De standaardwaarden voor de gewichten zijn deels afkomstig van [1] en deels aangenomen. Worden de
standaard waarden aangehouden, dan zullen de aspecten P2 en M de grootste rol spelen. De waarden zijn
echter bewust als variabele in het programma opgenomen, zodat ze zijn af te stemmen op de geteste
situatie, oftewel de variabelen uit Tabel 3.
Voor ieder aspect geldt: hoe hoger de score, hoe aantrekkelijker de betreffende uitgang is. Tijdens de
simulatie wordt de volgende methodiek gebruikt voor het berekenen van de laatste drie aspecten:
Voorbeeld berekening aspect S
Standaardiseren van de afstand van het startpunt tot iedere uitgang gebeurt d.m.v. het ‘omdraaien’ van de
afstanden m.b.v. de totaalafstand (zodat de dichtstbijzijnde uitgang de hoogste score krijgt) en vervolgens
delen door de som.
Uitgang A, 30 meter: 100 - 30 = 70 ⇒ 70 / 200 ⇒ 0.35
Uitgang B, 10 meter: 100 - 10 = 90 ⇒ 90 / 200 ⇒ 0.45
Uitgang C, 60 meter: 100 - 60 = 40 ⇒ 40 / 200 ⇒ 0.20
Voorbeeld berekening aspect Z
Vanaf het startpunt wordt een denkbeeldige lijn naar elke uitgang getrokken. Tenzij er (ondoorzichtige)
obstakels gekruist worden, is de uitgang zichtbaar. De maximale score van 1 wordt verdeeld over de
uitgangen die zichtbaar zijn:
Uitgang A, zichtbaar: 0.5
Uitgang B, niet zichtbaar: 0
Uitgang C, zichtbaar: 0.5
Voorbeeld berekening aspect M
De persoon ‘kijkt’ in een cirkelvormig gebied om zich heen. De scores voor de verschillende uitgangen zijn
evenredig met het percentage van vluchtenden dat de betreffende uitgang als doel heeft, bijvoorbeeld:

36
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
6 van de 11 mensen binnen de cirkel die al een doel hebben lopen naar uitgang A ⇒ 6/11 = 0.55
2 van de 11 naar uitgang B ⇒ 2/11 = 0.18
3 van de 11 naar uitgang C ⇒ 3/11 = 0.27
Dit aspect telt dus vooral mee voor personen die laat aan de evacuatie beginnen, aangezien veel mensen
om hen heen dan al een einddoel hebben. Obstakels die het zicht op andere personen belemmeren worden
verwaarloosd. In plaats daarvan is de straal van de zichtcirkel beperkt tot 10 meter. Een aanname hierbij is
dat men tijdens de pre-movement time (startend op het moment van alarmering) al alert genoeg is om het
doel van anderen te kunnen meewegen.
In het evacuatiemodel wordt voor elke persoon-uitgang combinatie de volgende berekening gemaakt die
resulteert in de totaalscore. XA p1 betekent hier de score voor persoon X, uitgang A, aspect p1.
( [XA p1 ⋅ W p1 ] + [XA p2 ⋅ W p2 ] + [XA p3 ⋅ W p3 ] + [XA S ⋅ W S ] + [XA Z ⋅ W Z ] + [XA M ⋅ W M ] ) / W tot
= ( P + [XA S ⋅ W S ] + [XA Z ⋅ W Z ] + [XA M ⋅ W M ] ) / W tot
Te zien is dat aspect p1, p2 en p3 worden gecombineerd tot een constante P, aangezien hier tijdens het
uitvoeren van de evacuatiesimulatie niets meer aan veranderd.
De uitgang met de hoogste score wordt vastgelegd als het einddoel van de betreffende agent, zodra de premovement
tijd is verstreken.
3.3 Opbouw invoerbestand
De invoer voor het evacuatiemodel is gebaseerd op het XML bestand wat de oorspronkelijke
simulatieomgeving gebruikt. T.b.v. de conversie naar een evacuatiemodel zijn enkele aanpassingen in de
opbouw gemaakt. Figuur 19 bevat een eenvoudig model, bestaande uit één ruimte met een raam, uitgang,
kolom en twee agents. Het toevoegen van de agents en het aanwijzen van de nooduitgang is in dit geval de
enige taak na verwerken van de IFC file. De P-waarden spelen geen rol, aangezien slechts één uitgang
beschikbaar is. Het bijbehorend XML bestand wordt toegelicht in Tabel 8.
Kolom
Agent 1
Agent 2
Figuur 19. Eenvoudig model t.b.v. toelichting van het invoerbestand

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 37
Regel uit invoerbestand
Toelichting
Start root
Start definitie geometrie
Start definitie ruimten
Eind definitie ruimten
Start definitie obstakels

38
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
Eind definitie obstakels
Start definitie uitgangen
Eind definitie uitgangen
Eind definitie geometrie
Start definitie agents en
gewichten
Start definitie agents

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 39
Tabel 8. Omschrijving van de opbouw van een invoerbestand voor het evacuatiemodel.
Eind definitie agents
Start definitie gewichten
Totaal gewicht
W s
W z
W m
Eind definitie gewichten
Eind definitie agents en
gewichten
Eind root
Het resultaat van de splitsing van wanden (besproken in hoofdstuk 2.4.3) is duidelijk te zien. De in Revit en
IFC uit één element bestaande wanden die voorzien zijn van openingen zijn gesplitst en elk als twee
gesloten polylines omschreven.
Alvorens de coördinaten vast te leggen in het bestand, vindt een spiegeling van de oorspronkelijke Y-
coördinaten plaats. Dit valt bijvoorbeeld op bij vergelijking van de coördinaten van de twee agents in Tabel 8.
Deze stap is nodig, omdat bij tekenkaders binnen programmeeromgevingen gewoonlijk de oorsprong
linksboven ligt. In CAD software bevindt deze zich standaard linksonder. Voor weergave van de geometrie
en agents tijdens de simulatie en in de interface van ICARES worden dus de gespiegelde waarden gebruikt.
Uitgangen worden ingevoerd als een cirkel, gedefinieerd door een punt (midden van de deuropening) en een
straal. Dit is gedaan om makkelijker de toets te kunnen implementeren die bepaalt of een persoon zijn
einddoel (de nooduitgang) heeft bereikt. Dit kan nu door simpelweg in iedere tijdstap de afstand tot het
middelpunt te vergelijken met de straal van de betreffende uitgang.
De bij de omschrijving van de agents vastgelegde P value betreft de constante P, beschreven in hoofdstuk
3.2.5. Zou het voorbeeld nog een uitgang bevatten, dan was bij beiden een regel toegevoegd, voorzien van
exitID=”2”.
3.4 User interface: aanvullende informatie
Om het invoerbestand te kunnen opbouwen is, zoals in de vorige paragrafen behandeld, aanvullende data
nodig over de grootte en kenmerken van de populatie en enkele variabelen. Deze gegevens worden
ingevoerd door de gebruiker in de UI van ICARES, via achtereenvolgens de tabs ‘uitgangen’, ‘agents’ en
‘variabelen’. Uitwisseling van de data met het rook- en evacuatiemodel vindt plaats via het tabblad ‘export’.
Deze tabs zijn pas beschikbaar zodra een IFC file verwerkt is.
3.4.1 Uitgangen
Als laatste stap in de inleesprocedure van het IFC bestand wordt een overzicht opgesteld van alle
(ingelezen) deuren uit het project, Figuur 20. Omdat vluchtdeuren in IFC niet apart worden aangeduid is het
aan de gebruiker om deze aan te vinken. Dit zijn de mogelijke einddoelen van de agents en worden als
‘EXIT’ vastgelegd in het invoerbestand. De uitgangen zijn in het overzicht goed te herkennen aan de
gekoppelde ruimten; bij een uitgang naar buiten (in veel gevallen een vluchtmogelijkheid) of een niet
gedefinieerde ruimte wordt ‘buitenlucht’ aangegeven. Daarnaast wordt ook de breedte, hoogte en de x en y
positie vermeld. Uitgangen die om een bepaalde reden niet gebruikt kunnen worden tijdens de evacuatie,
horen niet aangevinkt te worden.

40
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
Vorige /
volgende 10
doorgangen
Aangrenzende
ruimten
Markering als
nooduitgang
Figuur 20. Markeren van de nooduitgangen.
3.4.2 Agents en P-waarden
De volgende stap is het invoeren van de gebouwbezetting. Er is gezocht naar methoden om de personen en
hun kenmerken via IFC uit het gebouw informatie model te verkrijgen. De huidige versie van IFC bevat hier
nog geen goede methode voor. Daarnaast kan niet verwacht worden dat de gebouwbezetting standaard in
een 3D model staat en zou het betekenen dat voor ieder scenario de hele IFC file opnieuw moet worden
ingelezen.
Om deze redenen is een interface gemaakt zoals te zien in Figuur 21. De gebruiker selecteert een ruimte en
kan ofwel handmatig de eigenschappen (pre-movement tijd, loopsnelheid en eventueel een naam) invoeren
of deze relateren aan één van de profielen, zoals weergegeven in Tabel 5 en Tabel 6. Met een muisklik
wordt een agent geplaatst in het tekenkader en opgeslagen in het bronbestand.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 41
Geplaatste
agent
Omtrek van de
ruimte
Keuze van
een profiel
Selectie van
de ruimte
Schaalgrootte
Invoer van
eigenschappen als
geen profiel
gebruikt wordt.
Figuur 21. Invoeren van de agents.
Ook de kolommen worden getoond in het tekenkader. Dit is om te voorkomen dat een agent per ongeluk in
een kolom getekend wordt en vervolgens problemen oplevert tijdens de simulatie. De vide in het atrium van
de testomgeving wordt alleen gedefinieerd door de balustrade; er vindt geen controle plaats of hierbinnen (of
in andere besloten gebieden) personen worden geplaatst.
Bij het tekenen van de geometrie en agents worden zoals genoemd de gespiegelde Y-coördinaten gebruikt
(zie hoofdstuk 3.3). Dit gebeurt echter alleen intern, in het beschikbare overzicht (Figuur 22) staan de voor
de gebruiker herkenbare x en y waarden.
Figuur 22. Overzicht van de ingevoerde agents en hun eigenschappen.
De P-waarden, de gecombineerde score voor de eerste drie aspecten uit hoofdstuk 3.2.5, worden via een
apart venster bepaald, Figuur 23. Achtereenvolgens kunnen de uitgangen onderling beoordeeld worden op

42
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
de aspecten zichtbaarheid, gewenning en toegankelijkheid. Er zijn drie mogelijkheden om de
voorkeurswaarden in te voeren: voor alle personen tegelijk (verplicht bij het globale aspect zichtbaarheid),
per profiel of per persoon. Voor de aspecten gewenning en toegankelijkheid zijn alle opties mogelijk, maar
wordt wel standaard respectievelijk ‘per persoon’en ‘per profiel’ geactiveerd. Voor het aspect gewenning is
het tevens mogelijk om willekeurige waarden in te voeren, aangezien deze waarden in de ontwerpfase
moeilijk zijn te bepalen.
Keuze van
aspecten
Verschillende
manieren om
waarden in te voeren
Resulterende
score voor
geselecteerde
aspect
IFC regel van
gemarkeerde
nooduitgang
Invoer van
voorkeuren
Figuur 23. P-waarden worden berekend d.m.v. het uitdrukken van de voorkeuren in een score.
Zodra iets verandert in het overzicht van de nooduitgangen, zullen de P-waarden niet meer kloppen en gereset
worden. Het is daarom van belang om de volgorde van tabs aan te houden en eerst de nooduitgangen
aan te wijzen, alvorens de P-waarden te berekenen. De aangevinkte uitgangen worden wel opgeslagen in
het bronbestand, zodat deze (en daarmee ook alle P-waarden) bij het openen van een project niet opnieuw
vastgesteld hoeven te worden.
3.4.3 Variabelen
Het invoeren van de zes gewichten die een rol spelen bij de uitgangkeuze gebeurt via een aantal
invoervelden op de tab ‘variabelen’, Figuur 24. De laatste drie, behorend bij de berekende scores, worden in
het invoerbestand van het evacuatiemodel opgenomen als ‘weight distance’, ‘weight visibility’ en ‘weight
crowd’, evenals het totaal van de gewichten, ‘weight total’. De eerste drie worden verwerkt in de P-waarden,
voor iedere agent – uitgang combinatie vermeld in het XML bestand.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 43
Ook de alarmerings- en detectietijd kan in dit scherm worden veranderd in het geval de oorspronkelijke
waarden geen geschikte aanname zijn voor het geteste scenario.
Toelichting van
geselecteerde
variabele
Figuur 24. Invoeren van benodigde variabelen.
3.4.4 Export
Via het tabblad ‘export’ vindt de uitwisseling van data plaats naar het evacuatie- en rookmodel (Figuur 25).
Er staan drie voorwaarden genoemd waaraan voldaan moet zijn, voordat het wegschrijven van het
invoerbestand mogelijk is. De onderste helft van de tab geeft de volgorde aan waarop de handelingen
uitgevoerd dienen te worden:
1. Exporteer invoerbestand evacuatiemodel;
2. Run simulatie van evacuatie;
3. Importeer uitvoer evacuatiemodel;
4. Exporteer invoerbestand rookmodel;
5. Run simulatie van rookverspreiding;
6. Importeer beide uitvoerbestanden van het rookmodel.
De geëxporteerde bestanden krijgen de naam van het project mee en worden geplaatst in de map die actief
is in de mapstructuur linksboven.
In principe kan de rooksimulatie al uitgevoerd worden, zodra de geometrische informatie uit de IFC file is
verwerkt; aanvullende gegevens worden in een aparte, bestaande interface ingevoerd. Toch wordt
bovenstaande volgorde aangehouden, zodat de tijdsduur van de evacuatie ook als te simuleren periode voor
het rookmodel kan dienen. Gegevens over de omstandigheden nadat iedereen het gebouw heeft verlaten
zijn immers in het kader van ICARES niet relevant. Als nog geen resultaten van het evacuatiemodel zijn
ingelezen, dan wordt een simulatieduur van 600 seconden aangehouden voor het rookmodel. Deze waarde
kan overigens in de user interface van het rookmodel gewijzigd worden.

44
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
Checklist
Selectie van te
importeren
bestanden
Aan te houden
volgorde
Figuur 25. Uitwisseling van databestanden met het rook- en evacuatiemodel.
Aan de interface van het evacuatiemodel (Figuur 26) is bewust weinig aandacht besteed. De oorspronkelijke
simulatieomgeving is voldoende functioneel. Het bevat een knop om het invoerbestand in te lezen en de
geometrie weer te geven, een start/stop knop en weergave van het aantal nog aanwezige agents en de
verstreken tijd. Zou er echt sprake zijn van een praktijktoepassing, dan zou de interface meer afgestemd
kunnen worden op ICARES of hier volledig in geïntegreerd kunnen worden.
Inlezen
invoerbestand
Voer de simulatie
per tijdstap uit
Nooduitgang
Figuur 26. Gebruikersinterface van het evacuatiemodel.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 45
3.5 Uitvoer evacuatiemodel
Tijdens de simulatie wordt een database bestand (comma delimited value formaat) aangemaakt en per
tijdstap van 1/10 seconde worden hierin een aantal variabelen voor iedere agent vastgelegd. Tabel 9 toont
een fragment van een datafile nadat het is geïmporteerd in het bronbestand.
AgentID 1 1 1 1 2 2 2 2
time[sec] spaceID speed x y spaceID speed x y
0.1 1 0 21.004 23.007 1 0 32.49 21.375
0.2 1 0 21.004 23.007 1 0 32.49 21.375
0.3 1 0 21.004 23.007 1 0 32.49 21.375
0.4 1 0 21.004 23.007 1 0 32.49 21.375
… … … … … … … … …
223.8 1 1.212458 16.3437 20.97903 1 1.116551 14.34105 18.89691
223.9 1 1.261293 16.21816 20.96687 1 1.116551 14.27217 18.80903
224 1 1.34 16.08778 20.93595 1 1.201636 14.24406 18.6922
224.1 1 1.34 15.95799 20.90261 1 1.22 14.23019 18.57099
224.2 1 1.34 15.82821 20.86927 1 1.22 14.21905 18.4495
224.3 1 1.34 15.69421 20.86849 1 1.22 14.25619 18.33329
224.4 1 1.334307 15.57039 20.81876 1 1.212617 14.24353 18.21269
224.5 1 1.34 15.43755 20.80116 1 1.22 14.22976 18.09147
224.6 1 1.34 15.30471 20.78356 1 1.22 14.2187 17.96998
224.7 1 1.283985 15.19283 20.72057 1 1.22 14.25592 17.85379
224.8 1 1.307267 15.11165 20.61811 1 1.22 14.27313 17.73301
224.9 1 1.307267 15.03046 20.51565 1 1.22 14.27184 17.61101
225 1 1.307267 14.94927 20.41319 1 1.22 14.24449 17.49212
225.1 1 1.307267 14.86809 20.31072 1 1.22 14.18523 17.38548
… … … … … … … … …
Tabel 9. Fragment van de uitvoer van het evacuatiemodel.
Te zien is dat er per agent vier variabelen geëxporteerd worden. De belangrijkste is de spaceID, oftewel het
nummer van de ruimte waar de agent zich op het betreffende tijdstip in bevindt. Dit wordt in een later
stadium gebruikt om een koppeling met het rookmodel te maken.
De loopsnelheid wordt uitgezet tegen de tijd in één van de grafieken in het resultatenscherm en kan een
indicatie geven van de mate van hinder die de agent tijdens zijn vluchtpoging heeft ondervonden.
De x en y positie worden tot slot gebruikt om de afgelegde afstand voor iedere agent te berekenen. Tevens
dient de data als basis voor het script van een 3D animatie, zie verder hoofdstuk 3.7.
Het vaststellen van de juiste spaceID gebeurt in het evacuatiemodel, vandaar dat de ruimten ook
gedefinieerd worden in het invoerbestand (de ruimte omschrijving heeft verder geen invloed op het verloop
van de evacuatie). Het koppelen van een ruimtenummer aan de positie van de agent gebeurde in eerste
instantie door vorming van een bounding box rondom elke, door een polyline omschreven ruimte. Op ieder
tijdstip kan vervolgens bepaald worden welke agents zich in welke box (ruimte) bevinden door vergelijking
van de coördinaten. In de testcase komen voornamelijk rechthoekige ruimten voor, waardoor een redelijk
nauwkeurig resultaat ontstaat. Bij meer complexe ruimten ontstaan problemen; agents worden toegekend
aan een verkeerde ruimte waar heel andere omstandigheden kunnen heersen. [51] geeft een beter algoritme
voor de bepaling of een punt (agent) zich in een polygoon (ruimte) bevindt of daarbuiten.
Het algoritme trekt een denkbeeldige horizontale lijn door de positie van de agent, Figuur 27. Voor elke
ruimte wordt het aantal snijpunten berekend met de horizontale lijn. Zijn dit er zowel links als rechts van de
agent een even aantal, dan zal de agent altijd buiten de polygoon staan en andersom, bij een oneven aantal
links en rechts van de agent bevindt deze zich binnen de polygoon.

46
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
A
Figuur 27. Methode voor het bepalen of agent A zich binnen of buiten de polygoon bevindt.
De methode is uitgebreid getest door de uitvoer te vergelijken met een animatie van de gesimuleerde
evacuatie. Alleen bij de overgang tussen twee ruimten komen nog enkele fouten voor. Door de automatische
definitie van ruimten (begrensd door de buitenkant van de wanden) in Revit, valt de deuropening tussen
beide ruimten. Op het moment dat een agent de deur passeert wordt dan geen match gevonden met één
van de ruimten (te herkennen door een 0 in de uitvoer). Deze fouten zijn te verwaarlozen, omdat de agents
zich altijd maar één of enkele tienden van seconden in de deuropening bevinden. Gezien over de hele
vluchttijd is de afwijking dus nihil.
3.6 Verwerking tot resultaten
De uitvoer van het evacuatiemodel kan al tot resultaten verwerkt worden als nog geen brandsimulatie is
uitgevoerd. Het betreft de volgende onderdelen:
Resultaten voor de gehele populatie:
• Totale evacuatietijd
• Gemiddelde evacuatietijd
• Verdeling over de uitgangen
Resultaten per agent:
• Evacuatietijd
• Afgelegde afstand
• CWT (cumulative waiting time)
• Loopsnelheid als functie van de tijd
• Doorkruiste ruimten
Resultaten per ruimte:
• Bezetting als functie van de tijd
De evacuatietijd voor elke agent (RSET uit hoofdstuk 3.2.3) kan worden vastgelegd door simpelweg het
tijdstip van de laatst vastgelegde positie van de betreffende agent te zoeken. Voorwaarde is dan wel dat de
simulatie niet gestopt wordt voordat alle agents gevlucht zijn. De langste individuele RSET bepaalt de totale
evacuatietijd. De gemiddelde evacuatietijd zegt iets over de efficiëntie van de geometrie en kan goed
gebruikt worden om ontwerpvarianten te vergelijken. Grafisch worden beide waarden weergegeven als in
Figuur 28. Het hele resultatenscherm wordt verder toegelicht in hoofdstuk 5.3.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 47
Tijd vanaf start brand [sec]
Evacuatietijd [sec]
Aantal agents in gebouw
Agent nr.
Figuur 28. Grafieken van totale en individuele evacuatietijd.
Om de resultaten over het gebruik van de uitgangen te kunnen geven, wordt gekeken naar de laatste
opgeslagen positie van de agent. De dichtstbijzijnde uitgang (het middelpunt, zoals vastgelegd in het
invoerbestand) is de uitgang waardoor de agent de verdieping heeft verlaten. De verdeling wordt getoond in
een cirkeldiagram met vermelding van de percentages.
Ook de afgelegde afstand volgt uit de gepasseerde x en y posities. Hieruit kan bijvoorbeeld naar voren
komen dat personen in een bepaald deel van het gebouw een langere afstand moeten afleggen dan
verwacht, wat kan leiden tot onnodig lange evacuatietijden.
Laatstgenoemd verschijnsel kan ook veroorzaakt worden door opstoppingen tijdens de vluchtpoging. Om dit
na te gaan is de CWT / PET verhouding toegevoegd; cumulative waiting time / personal evacuation time. Dit
geeft aan hoeveel de agent tijdens zijn loopbeweging wordt gehinderd. Meestal wordt ‘waiting’ gedefinieerd
als een snelheid onder een bepaalde waarde, bijvoorbeeld 0.3 m/s. Omdat opstuwingen nog niet correct
worden gesimuleerd, is het wachten hier gedefinieerd als het lopen met een snelheid, een half keer zo groot
als de gewenste loopsnelheid. De CWT wordt gedeeld door de periode dat men actief met de evacuatie
bezig is, oftewel de travel time uit Figuur 18. De uitkomst geeft een goede indicatie of er zich veel
opstoppingen voordoen. Hoe hoger de ratio CWT / PET, des te ongunstiger is de situatie wat betreft de
totale evacuatie. Aan de andere kant betekent een lage waarde nog niet per definitie een veilige situatie. Dit
hangt immers af van de omstandigheden waarin men gevlucht is.
Of de belemmeringen zich verdeeld over de vluchtbeweging voordoen of geconcentreerd in een bepaalde
periode is te zien in een grafiek, Figuur 29. De grafiek toont de loopsnelheid over de periode vanaf de start
escape tijd tot het bereiken van de uitgang.

48
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
Loopsnelheid [m/s]
Tijd vanaf start brand [sec]
Figuur 29. Loopsnelheid van een agent tijdens de vluchtpoging.
Het overzicht van de doorkruiste ruimten geeft als het ware een samenvatting van de afgelegde vluchtroute
en kan rechtstreeks uit de uitvoer gehaald worden. De fouten die nog in de uitvoer kunnen voorkomen
worden herkend en genegeerd. Een overzicht, horend bij de vluchtbeweging van Figuur 29, ziet er als volgt
uit:
0.1s: 14. Vergaderruimte
211.3 s: 1. Verkeersruimte
216.1 s: 4. Kantoor
224.4 s: 7. Verkeersruimte
229.5 s: Uitgang 6400
6400 is in dit geval het IFC regelnummer van de betreffende nooduitgang en wordt in ICARES gebruikt om
de deuren te identificeren. De omschrijvingen van de ruimten zijn zoals de gebruiker ze heeft gedefinieerd in
het CAD model.
Legt men de data naast elkaar, dan blijkt dat er zich in ruimte 1 een (korte) opstopping voordoet, wat kan
duiden op een ‘bottleneck’. Verdere analyse en vergelijking met andere scenario’s zal uitwijzen of er
wijzigingen in het ontwerp nodig zijn. Ook de grafiek die de bezetting van een ruimte als functie van de tijd
weergeeft kan daarbij helpen.
3.7 Opbouw 3D animatie
Een 3D animatie kan, naast de weergave uit Figuur 26, bijdragen aan het inzicht van de ontwerper in het
verloop van de evacuatie. Er is reeds een 3D model van het gebouw waaruit de IFC file is voortgekomen.
Ook is de individuele beweging van de agents bekend, vastgelegd in het bronbestand als de x en y positie
op ieder tijdstip (waaruit tevens de looprichting afgeleid kan worden). De volgende stappen zijn nog nodig
om tot een animatie te komen:
• Het modelleren van de populatie in het 3D gebouwmodel;
• Animeren van de vluchtbeweging d.m.v. het plaatsen van keys;
• Instellen van materialen, belichting, camera’s enz;
• Renderen.
De eerste twee stappen zijn zeer arbeidsintensief; het is gewenst om dit proces te automatiseren. 3D Studio
Max is goed geschikt om animaties mee te maken en bevat bovendien een eigen programmeertaal,
MaxScript. Hiermee is het mogelijk de benodigde stappen als een macro uit te voeren.
Zodra de output van het evacuatiemodel is verwerkt kan het scriptbestand worden weggeschreven via een
knop op de resultatentab (hoofdstuk 5.3). Achtereenvolgens bevat het de commando’s voor het instellen van
de totale animatietijd, het plaatsen van alle agents op hun startpositie, per agent de keys voor de
beenbeweging, lichaamspositie en rotatie en uiteindelijk het doen verdwijnen van de agents, zodra ze een
uitgang hebben bereikt. Personen worden getekend als een simpel massa model, te zien in Figuur 30.

Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel 49
Figuur 30. Agent weergave in de 3D animatie.
De positie wordt t.b.v. de verwerkingsnelheid in 3D Studio per seconde vastgelegd. Hiertussen wordt
automatisch een vloeiend pad geïnterpoleerd. Hetzelfde geldt voor de rotatie van de figuur in de looprichting.
Uiteraard moet de beweging van de agents wel overeenkomen met de geometrie, m.a.w. de
coördinatenstelsels van beide elementen moeten identiek zijn. Als in 3D Studio het gebouwmodel wordt
geïmporteerd, bijvoorbeeld via het dxf formaat, dan zal het geheel zo in het World Coordinate System (WCS)
worden geplaatst dat de laagst voorkomende x en y waarden op de assen liggen. Alle overige waarden zijn
dus positief. Dezelfde opzet is aangehouden in het bronbestand (als gevolg van een eigenschap van het
rookmodel), waardoor de agents zonder problemen kunnen worden geplaatst in het geometrische model,
mits dit niet wordt verschaald of verplaatst.
Na het uitvoeren van de macro rest dus alleen het visueel compleet maken van de animatie en het renderen
tot een filmformaat, wat hier verder niet behandeld wordt.
3.8 Voorwaarden en beperkingen
Hieronder worden enkele voorwaarden gesteld, als gevolg van de gebruikte componenten of rekenmethoden
omtrent het evacuatiemodel.
• Om het kortste pad algoritme te kunnen gebruiken, wordt aangenomen dat alle gebruikers bekend
zijn met de exacte locatie van de (nood)uitgangen. Voor de testcase, Vertigo vloer 9, is dit in principe
ook zo. Het betekent wel dat het model niet geschikt zal zijn voor grote publieke gebouwen, zoals
winkelcentra, waar men zich over het algemeen niet bewust is van de plaats van de uitgangen. Ook
de afweging van de zes aspecten, behandeld in hoofdstuk 3.2.5, zal in zo’n geval geen juiste
aanname zijn (men zal zich niet bewust zijn van bijvoorbeeld de toegankelijkheid van de
nooduitgangen), maar dit zou opgelost kunnen worden door het gewicht van één of meer aspecten
op nul te zetten.
• Er is zoals genoemd geen directe koppeling tussen de resultaten van het rookmodel en het
vluchtmodel. Brandverschijnselen of bewusteloze personen hebben dus geen invloed op de
evacuatie. De verblijfstijd in de verschillende ruimten wordt achteraf voor ieder individu vergeleken
met de uitkomsten van het rookmodel die aangeven wat de omstandigheden zijn gedurende de
vluchtpoging. Dit punt wordt verder besproken in hoofdstuk 5.4, 6.1 en 7.3.1.
• Sociale rolverdeling is niet in het model opgenomen (bijvoorbeeld families of leidinggevend
personeel). Wel kunnen groepen met dezelfde kenmerken gedefinieerd worden.
• Agents kunnen in het evacuatiemodel van alle deuren gebruik maken die gedefinieerd zijn in de IFC
file. Alleen de nooduitgangen kunnen als gesloten worden gesimuleerd door ze niet als een
nooduitgang te selecteren.

50
Hoofdstuk 3 - Evacuatiemodel
• Scenario’s bevatten maximaal 125 agents.
De overige beperkingen hebben betrekking op de geometrie van de gesimuleerde situatie:
• Het evacuatiemodel is 2D, dat wil zeggen dat de evacuatie van één verdieping gesimuleerd kan
worden. Bij de testomgeving wordt dus alleen de onderste laag van de kleine kantoorruimten
meegenomen, zie Figuur 31. Bij een eventuele uitbreiding van het model zou behalve het
evacuatiemodel ook de IFC import een stuk complexer worden.
• De verdieping bevat maximaal 10 nooduitgangen of vluchtdeuren.
• Ruimten hoeven niet exact aan elkaar te grenzen, maar grote overlap (in Revit niet mogelijk) of
onbenoemd gebied moet voorkomen worden. Dit zal ten koste gaan van de nauwkeurigheid van de
resultaten.
• Een ruimte heeft maximaal 100 hoekpunten, wat voortvloeit uit een definitie van een range, gebruikt
voor het verschalen van de ruimte naar het tekenvenster op het tabblad ‘agents’. Bij het verwerken
van de IFC file wordt overigens een maximum van 50 verwijzingen aangehouden wat maatgevend is
voor elk object dat omschreven is met een polyline representatie.
Tot slot wordt opgemerkt dat het evacuatiemodel een exacte lay-out van ruimten vereist, als gevolg van de
microscopische benadering. Een gebouw waarvan de indeling nog niet bekend is op het moment van
brandveiligheidtoetsing (zogenaamde vrij indeelbare ruimte) zal niet dus niet geschikt zijn. Daarvoor kan
beter een globaler movement model gebruikt worden, waarbij de invloed van scheidingwanden bijvoorbeeld
wordt verrekend door de loopafstand te vermenigvuldigen met een correctiefactor.
Alleen de onderste
laag kantoren valt
binnen de testomgeving.
Figuur 31. Testomgeving van het evacuatiemodel, vloer 9 van Vertigo.

Hoofdstuk 4 - Rookmodel 51
4 Rookmodel
4.1 Typering model
Rook- of brandmodellen kunnen worden gesplitst in twee groepen; field models en network models. Een field
model levert zeer gedetailleerde gegevens over de omstandigheden in één of enkele afgesloten ruimten.
Deze modellen worden vaak voor CFD analyses gebruikt, waarbij gevisualiseerd wordt hoe bijvoorbeeld de
temperatuurverdeling, de luchtstroming of rookdichtheid zich gedraagt in de ruimte.
Network models berekenen de uitbreiding van rook en warmte over een netwerk van ruimten. De resultaten
zijn over het algemeen minder nauwkeurig; de uitvoer beperkt zich bijvoorbeeld tot de gemiddelde
ruimtetemperatuur, rooklaagdikte en gasconcentraties. Achterliggende rekenmodellen zijn meestal
gebaseerd op standaard natuurkundige formules op het gebied van behoud van massa en energie.
Bij een netwerk model kan in iedere ruimte een single-zone of een two-zone model van toepassing zijn. Bij
laatstgenoemde is er sprake van een duidelijk te onderscheiden rooklaag bovenin de ruimte en een relatief
koele onschadelijke luchtlaag daaronder. Voor compartimenten die verder van de brandhaard verwijderd
zijn, schachten, liften en trappenhuizen is het aannemelijk dat de rook zich volledig heeft vermengd met de
omgevingslucht. In dat geval spreekt men van een single-zone of one-layer model. Het is overigens mogelijk
een two-layer model weer te voorzien van meerdere zones. Een zone moet dan opgevat worden als een
gebied met min of meer gelijke omstandigheden (temperatuur, druk enzovoort)
In het kader van het project is het van belang dat de effecten van een brand op de omstandigheden door het
gebouw heen duidelijk wordt. Per ruimte zijn de concentraties van gevaarlijke stoffen benodigd en
schadelijke lucht- of stralingstemperaturen, beiden uitgezet tegen de tijd. In dit geval is dus alleen een
netwerk model geschikt. Daarnaast volgt uit één van de algemene doelstellingen dat de invoer goed te
automatiseren dient te zijn (bijvoorbeeld door aparte inputfiles) en de resultaten geëxporteerd kunnen
worden.
In Bijlage 6 worden enkele bestaande modellen met elkaar vergeleken met het doel het meest geschikte
model te vinden voor koppeling met ICARES. De opsomming is beperkt gehouden, aangezien veel
bestaande modellen niet meer beschikbaar zijn of op veel punten niet overeenkomen met de gewenste
eigenschappen. De data is onder meer afkomstig van [25, 26, 61, 62, 63].
Het blijkt dat CFAST (Consolidated model of Fire growth And Smoke Transport) voldoet aan de gestelde
eisen en bovendien als enige van de modellen als shareware wordt aangeboden (voor niet-commerciële
doeleinden). CFAST wordt ontwikkeld door het National Institute of Standards and Technology (NIST) uit de
VS. De hier besproken eigenschappen van het programma betreffen de laatste release, 6.08, van maart
2006.
CFAST gaat in eerste instantie in elke ruimte uit van een two-layer model. Een uitzondering hierop is de
ruimte waar de ‘hoofdbrand’ zich in bevindt. Deze bevat nog een aparte zone voor de rookpluim vanaf de
brandhaard naar de rooklaag. Daarnaast geldt voor modellering van ruimten die erg afwijkende
verhoudingen hebben een speciaal (single-zone) corridor flow model. Hierbij berekent CFAST een bepaalde
vertraging voor het vullen van aangrenzende ruimten.
Ook voor een schacht geldt een afwijkend single-zone model (de documentatie merkt hierbij terecht op dat
voor dergelijke ruimten een field model het beste resultaat geeft). De volgende verhoudingen tussen lengte
L, breedte B, en hoogte H kunnen volgens [26] als leidraad dienen voor het aanwijzen van ruimten als zijnde
een gang of schacht (Tabel 10). Voldoet de ruimte niet aan één van deze criteria, dan geldt het ‘standaard’
two-layer model.
Categorie Acceptabel Speciale aandacht
vereist
Aanduiden als
corridor of shaft
(L/B) max L/B < 3 3 < L/B < 5 L/B > 5 ⇒ corridor
(L/H) max L/H < 3 3 < L/H < 6 L/H > 6 ⇒ corridor
(B/H) min B/H > 4 0.2 < W/H < 0.4 B/H < 0.2 ⇒ shaft
Tabel 10. Richtlijnen voor aanwijzing van ruimten als een schacht of corridor.

52
Hoofdstuk 4 - Rookmodel
4.2 Opbouw invoerbestand
CFAST maakt voor ieder project een zogenaamde ‘geometry file’, een tekstbestand waarin alle benodigde
gegevens staan vermeld. In Tabel 11 is een overzicht te zien van de mogelijke onderdelen. Vermeld is of het
onderdeel verplicht of optioneel is. Sommige verplichte variabelen, zoals de constructiematerialen, worden
overigens automatisch vermeld in het bestand. Indien de waarden niet worden veranderd, wordt een default
waarde aangehouden.
In de derde kolom staat of de gegevens uit het bronbestand geëxporteerd worden (‘AUTO’) of aangevuld
worden in de bijgeleverde user interface van CFAST (‘UI’). De internationaal gebruikte term compartiment
staat overigens voor een enkele ruimte en moet niet verward worden met het in de Nederlandse regelgeving
gebruikte brand- of rookcompartiment.
Onderdeel Verplicht /
optioneel
AUTO /
UI
Gebouwgeometrie
Compartimentbreedte, -diepte en -hoogte, en hoogteligging van de vloer. Verplicht AUTO
(positieve) x en y coördinaat van een referentiepositie, de linkeronderhoek Verplicht AUTO
van de ruimte.
Aanmerking van compartimenten als corridor of shaft, afhankelijk van de Optioneel AUTO
lengte/breedte of hoogte/lengte verhouding.
Constructiematerialen van wanden, vloer en plafond van elk compartiment Verplicht UI
incl. refererende materiaaleigenschappen (warmtedoorgang, dichtheid,
warmtecapaciteit en dikte).
Horizontale verbindingen tussen compartimenten, zoals deuren en openstaande of brandwerend zeer
zwakke ramen.
Nummers van verbonden compartimenten Optioneel AUTO
Breedte opening Optioneel AUTO
Hoogte van het bovenste en onderste punt van de opening boven
Optioneel AUTO
vloerniveau 1 e compartiment
Windhoek voor openingen naar buiten Optioneel UI
Horizontale afstand tussen de centerline van de opening en het
Verplicht UI
referentiepunt van beide compartimenten.
indien ruimte
als corridor is
aangeduid.
Mate van openstaan, variërend van 1 (default) tot 0. Aan te geven als een Optioneel UI
beginstand, tijdstip van verandering en een eindstand.
Verticale verbindingen, zoals trapgaten en dakramen.
Nummers van verbonden compartimenten Optioneel UI
Oppervlakte Optioneel UI
Vorm: rechthoekig of rond Optioneel UI
Mate van openstaan, gelijk aan horizontale openingen. Optioneel UI
Algemene gegevens
Initiële omstandigheden, binnen en buiten (temperatuur, druk enz) Verplicht AUTO
Simulatie tijdsduur, output intervallen Verplicht AUTO
Brandspecificaties
Object (main fire of ander object) Verplicht UI
Compartimentnr. en precieze locatie binnen de ruimte Verplicht UI
Constrained (ventilatie- of brandstofbeheerste brand) of heat source (alleen Verplicht UI
een hittebron)
Criterium voor start van de brand Verplicht UI
Exacte specificatie van de brand Verplicht UI
Overigen
Targets (meetpunten) Optioneel UI
Sprinklerkoppen en detectoren Optioneel UI
Conductie tussen ruimten door wand of plafond/vloer Optioneel UI
Mechanisch ventilatiesysteem Optioneel UI
Tabel 11. Invoergegevens voor CFAST 6.

Hoofdstuk 4 - Rookmodel 53
Een eenvoudig invoerbestand is te zien in Tabel 12. De regels zijn voorzien van een globale toelichting. Voor
een exacte beschrijving van de syntax wordt verwezen naar [25]. Binnen het afstudeerproject zijn vooral de
regels COMPA en HVENT van belang; de omschrijving van de ruimten en doorstroomopeningen.
Syntax invoerbestand CFAST
VERSN,6,"Voorbeeldproject"
TIMES,360,-120,0,120,120
TAMB,300,101300,0,5
EAMB,300,101300,0
COMPA,burn_room,9.1,5.0,4.6,0.,0.,0.,CONCRETE,WOOD,CONCRETE
COMPA,second_compartment,9.1,5.0,4.6,0.,0.,0.,OFF,OFF,OFF
COMPA,hallway,9.1,5.0,4.6,0.,0.,0.,GYPSUM,OFF,OFF
COMPA,anteroom,9.1,5.0,4.6,0.,0.,0.,OFF, OFF, OFF
HVENT,1,2,1,1.1,2.20,0.25,0.,2.,2.,1,0.9
HVENT,2,3,1,1.1,2.20,0.25,0.,2.,2.,1,0.9
HVENT,3,4,1,1.1,2.20,0.25,0.,2.,2.,1,0.9
HVENT,4,5,1,1.1,2.20,0.25,0.,2.,2.,1,0.9
VVENT,5,1,0.5,1,1
Betekenis
Versie van CFAST en
projectnaam
Gegevens over de tijdsduur
en intervallen van de
simulatie en startcondities
Vier compartimenten met
afmetingen, positie en
materialen
Vier horizontale doorstroomopeningen,
gekoppelde
ruimten, afmetingen etc.
Een verticale opening
MAINF,1,1.,1.7,0.,1 Main fire in compartiment 1,
positie
OBJECT,Upholstered_Chair,2,4.,2.7,0.,1,1,60.0,0,0,1
Object fire; een beklede
stoel in compartiment 2 plus
brandkarakteristieken
HALL,2,-1,-1,-1
Aanduiding van
compartiment 2 als corridor
TARGET,1,2.20,1.88,2.34,0.00,0.00,1.00,CONCRETE,IMPLICIT,PDE Een betonnen meetvlak in
compartiment 1
DETECT,2,1,344.2,1.5,1.5,2.29,98,1,7.00E-05
Een sprinklerkop in
compartiment 1 plus
eigenschappen.
Tabel 12. Voorbeeld van een invoerbestand voor CFAST.
4.3 Aanvullende gegevens in CFAST
Deze paragraaf behandelt de gegevens die in ieder geval moeten worden aangevuld door de gebruiker. Dit
zijn de in Tabel 11 als verplicht aangegeven onderdelen die niet uit het bronbestand volgen.
Ten eerste de gebruikte materialen voor de afwerking van de ruimten. Deze zijn verplicht, maar niet heel
relevant in de zin dat het een grote invloed heeft op de uitkomsten. Materiaaleigenschappen staan in een
aparte database file en door per ruimte aan de vloer, wand en plafond een materiaal toe te kennen, wordt de
rookmodellering enigszins beïnvloed. Wordt geen materiaal opgegeven, dan behandelt CFAST de
oppervlakken als niet hittedoorlatend (adiabatic). De documentatie [25] vermeldt bovendien dat het effect
van vloer- en wandmaterialen over het algemeen verwaarloosd kan worden. Alleen de plafondopbouw zal
dus door de gebruiker moeten worden gespecificeerd. Standaard wordt in de geëxporteerde
invoerbestanden voor CFAST ook dit materiaal uitgeschakeld.
Als ruimten op basis van hun lengte – breedte verhouding als gang worden aangeduid geldt zoals genoemd
een corridor flow model. Om het juiste effect op de rookstroom te kunnen berekenen, zijn twee extra
waarden nodig, in de interface aangeduid als ‘vent offset’. Het stelt de onderlinge afstand van openingen
vast en daarmee de vertraging in het binnenkomen van rook in aangrenzende ruimten. De afstand zou
berekend kunnen worden uit de ingelezen geometrie, maar een methode hiervoor is nog niet
geïmplementeerd.

54
Hoofdstuk 4 - Rookmodel
Tot slot moet een brandscenario worden ingevoerd. Het verloop van de brand(en) dient van tevoren worden
gespecificeerd; CFAST bevat geen pyrolyse model om de brandgroei te simuleren. Wel kan het zijn dat
tijdens de simulatie de vooraf opgegeven verbrandingssnelheid niet gehaald wordt, vanwege een gebrek
aan zuurstof. De keuze voor constrained in de UI van CFAST kan dus zowel een ventilatie- als
brandstofbeheerste brand inhouden. CFAST maakt daarnaast onderscheid tussen de zogenaamde main fire
en object fires. De main fire bestaat uit een hoeveelheid methaan gas wat met een constant vermogen (heat
release rate) van 100 kW verbrandt. De object fires zijn bedoeld om objecten, zoals een bank, TV-set, of
kapstok te simuleren. De database van CFAST bevat een aantal voorgeprogrammeerde branden, maar men
kan ook zelf de specificatie invoeren. Het brandverloop wordt bepaald door data in te voeren voor een aantal
tijdstippen, vergelijkbaar met keypoints in een animatie. Voor alle gedefinieerde branden kan bovendien een
criterium worden opgegeven voor het ontbrandingsmoment, afhankelijk van de tijd, temperatuur of
stralingsflux.
4.4 Beschikbare uitvoer
Na het uitvoeren van de simulatie, wat enkele seconden duurt, zijn er een aantal output bestanden
aangemaakt, waaronder vier .csv database files, aangegeven met de letters n, s, f en w. De eerste twee
worden ingelezen in het bronbestand; deze bevatten de gegevens over de omstandigheden in de ruimten
die maatgevend zijn voor een al of niet veilige vluchtomgeving. In deze paragraaf wordt de output besproken
en de schadelijke effecten van de verschillende brandverschijnselen.
4.4.1 Primary output variables
De primary output variables, aangegeven met ‘n’, betreffen de volgende grootheden, elk gegeven per ruimte
en per tijdsinterval (standaard 10 seconden).
• Temperatuur van de rooklaag [C]
• Temperatuur van de koele onderlaag [C]
• Hoogte van de grens tussen beide lagen [m]
• Volume van de rooklaag [m 3 ]
• Luchtdruk [Pa]
• Stralingsflux gericht op een menselijk lichaam in de ruimte [W/m 2 ]
• Stralingsflux op een horizontaal vlak met de temperatuur van de vloer [W/m 2 ]
Per brand (main fire en evt. object fires) in de betreffende ruimte wordt tevens vastgelegd:
• Massadebiet van de rookstroom [kg/s]
• Verbrandingssnelheid van de brandstof (pyrolysis rate) [kg/s]
• Brandvermogen [W]
• Vlamhoogte [m]
• Convectieve stroming [W]
Vooral de lucht- en stralingstemperatuur is hier van belang. Bij langdurige blootstelling aan hoge
temperaturen kan hyperthermie optreden. De lichaamstemperatuur loopt daarbij te hoog op, omdat het meer
warmte absorbeert dan het kan kwijtraken door transpiratie. Het effect kan nog steeds voorkomen nadat de
persoon al gevlucht is uit het gebouw. Boven de 120 graden ontstaat de kans op pijn en brandwonden,
zowel op de huid als in de luchtwegen. [35] formuleert de tijd in seconden totdat pijn (Tp) of 2 e -graads
brandwonden (T2b) optreden als volgt:
Tp
−1.9
= 125 ⋅ qr
T 2b
−1.56
= 260 ⋅ qr
Hierin is q r de stralingsflux in kW/m 2 . De tweede formule is ongeveer gelijk aan de grens die de ISO TS
13571 [41] stelt voor berekening van de FED waarde, zie verder hoofdstuk 5.2.
Over het algemeen [o.a. 39] wordt een grenswaarde voor de stralingsflux van 2.5 kW/m 2 aangehouden, wat
overeenkomt met een rooklaagtemperatuur van ca. 200 graden. Boven deze waarde neemt de kans op pijn
en brandwonden snel toe; de zogenaamde tolerance time is dan korter dan 20 seconden.

Hoofdstuk 4 - Rookmodel 55
4.4.2 Chemische samenstelling rook
Veruit de meeste relevante data bevindt zich in de ‘species output’, aangegeven met ‘s’. Dit bevat de
chemische samenstelling van de rooklaag, wederom per ruimte en per tijdsinterval. Alle waarden worden
voor beide lagen in de ruimte gegeven.
• CO, koolstofmonoxide [ppm]
• O 2 , zuurstof [%]
• CO 2 , koolstofdioxide [%]
• HCN, waterstofcyanide [ppm]
• HCL, waterstofchloride [ppm]
• H 2 O, waterdamp [%]
• OD, rookdichtheid [1/m]
• CT, concentration-time [g-min/m 3 ]
Veel dodelijke slachtoffers bij branden zijn te wijten aan CO vergiftiging. Bij inhalatie van te grote doses stijgt
het COHb gehalte in het bloed, waardoor het minder zuurstof kan transporteren en uiteindelijk
bewusteloosheid optreedt. Hoewel het effect van CO cumulatief is, m.a.w. men rekent altijd met een
concentratie-tijd product, blijkt uit onderstaande Tabel 13 wel dat een korte blootstelling aan een hoge dosis
gevaarlijker is dan een langdurige blootstelling aan een relatief lage dosis. Incapacitation houdt in dat de
persoon zodanig lichamelijk onwel wordt dat hij niet meer zelfstandig kan vluchten.
Dosis [ppm] Dosis [%] Incapacitation na Dodelijk na
1500 0.15 30 minuten 2 uur
4000 0.4 15 minuten 1 uur
6000 0.6 5 minuten 10 minuten
20000 2 15-30 seconden 2 minuten
60000 6 onmiddelijk < 1 minuut
Tabel 13. Incapacitation doses voor CO, uit [56].
Een te laag zuurstofgehalte zal niet snel maatgevend zijn. ICARES geeft bij de resultaten wel aan of in de
ruimten het zuurstofniveau onder 13% komt (normaalgesproken 21 %). Bij dit niveau neemt de zintuiglijke
waarneming af en wordt men vermoeid. Onder de 10% treedt bewusteloosheid op.
Een CO 2 percentage van meer dan 2% zorgt ervoor dat de ademhalingfrequentie omhoog gaat en eerder de
kritieke dosis van bijvoorbeeld CO binnengekregen wordt. Het CO 2 niveau wordt daarom meegenomen in de
berekeningen.
HCN (ook wel blauwzuur genoemd) is een zeer giftige stof, waarvan de kritieke dosis een stuk lager ligt [72].
Het komt vrij bij verbranding van bepaalde isolatiematerialen.
HCL kan binnen een gebouw ontstaan door verbranding van kunststoffen als PVC (elektriciteitskabels,
riolering) en wordt gerekend onder de irriterende (niet verstikkende) stoffen. Irriterende stoffen, waaronder
bijvoorbeeld ook HBr, SO 2 , NO 2 en formaldehyde, hebben volgens [41] een onmiddellijk effect op de ogen
en luchtwegen, onafhankelijk van de periode van blootstelling. De toelaatbare waarden voor HCL en andere
irriterende gassen zijn regelmatig onderwerp van discussie; er is minder bekend over het effect van deze
stoffen in vergelijking met CO. Een algemene opvatting is wel dat ook irriterende stoffen bij voldoende hoge
concentraties tot bewusteloosheid kunnen leiden.
Waterdamp is op zich niet schadelijk, maar heeft wel invloed op de draaglijkheid van de luchttemperatuur.
Onder de 10% per volume eenheid zullen brandwonden op de huid maatgevend zijn (vanaf ca. 120 graden),
maar als de lucht verzadigd is met waterdamp kunnen tevens brandwonden in de luchtwegen ontstaan door
ingeademde lucht met een temperatuur boven de 60 °C.
OD staat voor optical density, oftewel de optische dichtheid van de rooklaag. De visuele beperking is niet
direct schadelijk voor het menselijk lichaam, maar kan wel zorgen voor desoriëntatie en lagere
loopsnelheden, wat de vluchtpoging vertraagt.
De CT waarde is een maat voor onverbrande giftige gassen per volume-eenheid brandstof als functie van de
tijd. Deze waarde is maatgevend bij gebruik van het toxic potency model, zie verder hoofdstuk 5.2.4.
De twee overige uitvoerbestanden (f en w) van CFAST bevatten gegevens over de stromingen in en uit elke
ruimte, de temperatuur van de constructieonderdelen en gedetailleerde stralingsniveaus. Ook eventuele
ingevoerde extra targets of detectoren komen hierin aan de orde.

56
Hoofdstuk 4 - Rookmodel
4.5 Voorwaarden en beperkingen
Een brand doorloopt gewoonlijk vier fasen: groei, flash-over, volledig ontwikkelde brand en dovende brand.
Bekend is dat veruit de meeste slachtoffers voorkomen bij branden die het flash-over moment hebben
gepasseerd. Het is in CFAST wel mogelijk om objecten afhankelijk van de stralingsflux te laten ontbranden,
maar een echte flash-over kan daarmee niet gesimuleerd worden en dus ook niet de daarop volgende
stadia. Flash-over vindt plaats bij een stralingsflux van ca. 20 kW/m 2 [16]. De grenswaarde waarop getoetst
wordt ligt hier ver onder, 2.5 kW/m 2 . Het streven is dus dat er zich ver voor het moment van flash-over
niemand meer in de brandruimte bevindt of in omliggende ruimten waar het stralingsniveau waarschijnlijk
ook boven de grenswaarde ligt. Blijkt na simulatie dat dit wel zo is, dan zullen de resultaten ook dusdanig
ongunstig uitvallen, dat er maatregelen genomen worden om de situatie veiliger te maken. Het blijft echter
een beperking, waar wel degelijk rekening mee gehouden moet worden. Door het ontbreken van het flashover
effect kunnen omstandigheden in de omliggende ruimten onder het grensniveau blijven, terwijl dit in
werkelijkheid niet zo is.
De storende invloed op het two-layer model van bronnen van convectie, zoals radiatoren of air conditioning
systemen is niet meegenomen in het model. Hetzelfde geldt voor dalende luchtstromen langs de wanden als
gevolg van afkoeling. Beide verschijnselen zorgen voor het mengen van de boven- en onderlaag. Mede
hierdoor moet de berekende rooklaaghoogte ook niet exact worden aangenomen; in werkelijkheid zal
volgens [26] het grensvlak variëren over 10% van de hoogte. In principe ‘hoort’ deze beperking bij een
netwerk model; is een meer nauwkeurige berekening gewenst, dan kan beter een field model gebruikt
worden.
Hetzelfde geldt voor een exacte benadering van het atrium waar specifieke modellen voor bestaan
(bijvoorbeeld de Nederlandse norm NEN 6093). De ruimte is in dit geval zonder vide getekend, aangezien
van één verdieping wordt uitgegaan in het evacuatiemodel. Dit levert uiteraard wel een onjuist volume op in
het rookmodel, maar aangenomen wordt dat de afwijking in de resultaten beperkt blijft, omdat het de
bovenste verdieping van het atrium betreft. Het two-layer principe zal dus nog steeds gelden.
Net als voor het evacuatiemodel is ook voor CFAST een volledige ruimte-indeling benodigd. Het is alleen
mogelijk om rechthoekige ruimten in te voeren; oppervlaktes worden berekend als lengte x breedte. Het
omvormen van de ruimten aan de hand van het equivalente oppervlak is besproken in hoofdstuk 2.4.2. Voor
lange U- of L-vormige gangen of heel complexe ruimten is het voor de betrouwbaarheid van de resultaten
beter om ze in gedeelten in te voeren, verbonden door geheel open doorgangen. Dit is ook gedaan met de
centrale verkeersruimte in de testcase. Eventuele onlogische invoer die ontstaat doordat de ruimten als het
ware van vorm veranderen kunnen wel waarschuwingen opleveren in CFAST, maar de simulatie wordt
desondanks uitgevoerd met dezelfde resultaten. Overigens kunnen ruimten met een variabel oppervlak in
relatie met de hoogte (bijvoorbeeld bij een zolder) wel als zodanig worden ingevoerd.
CFAST 6.08 bevat daarnaast een beperking van maximaal 49 horizontale doorstroomopeningen. Voor de
testcase is dit voldoende, mits alleen de deuren als doorstroomopening worden beschouwd. Dit is een valide
aanname, aangezien de meeste ramen niet open kunnen staan. Bij een bepaalde temperatuur zullen de
ruiten springen en dus als opening meetellen, maar in de huidige versie van CFAST is het alleen mogelijk
een tijdscriterium in te voeren voor de open/gesloten variabele. Bovendien wordt het beginstadium van de
brand gesimuleerd, waarin bij veruit de meeste glaspuien de kritieke temperatuur nog niet wordt gehaald. In
de uitgevoerde scenario’s (hoofdstuk 6.1) zijn dus alleen de deuren meegenomen als verbinding tussen de
ruimten. In andere gevallen waarin zich wel openingen tussen ruimten of naar buiten bevinden die als
window in de IFC file zijn vastgelegd (en dus niet automatisch als doorstroomopening worden aangewezen),
zullen deze moeten worden toegevoegd. Vooralsnog is het aan de gebruiker om ze in de UI van CFAST in te
voeren, rekening houdend met de limiet van 49.
Tot slot kent CFAST een aantal algemene beperkingen, opgesomd in Tabel 14, afkomstig van [25]. Het
aantal compartimenten (ruimten) is voor de testcase, vloer 9 van het Vertigo gebouw, net voldoende. De
eerder aangenomen beperking tot één verdieping stemt hier redelijk mee overeen.

Hoofdstuk 4 - Rookmodel 57
Beperking
Maximum
Simulatietijd in seconden
86 400 (24 uur)
Aantal compartimenten 30
Aantal brandhaarden dat een scenario kan bevatten (incl. main fire) 31
Aantal branddefinities (objecten) in een brand database bestand 30
Aantal datapunten (tijdstippen) in een gedefinieerde brand (main of object fire) 21
Aantal materiaaldefinities in een materiaal database bestand 125
Aantal lagen voor een enkele materiaaldefinitie in de materiaal database 3
Aantal kanalen in alle mechanische ventilatiesystemen in één scenario 49*
Aantal verbindingen (deuren/ramen) tussen compartimenten 49*
Aantal onafhankelijke mechanische ventilatiesystemen in één scenario 15
Aantal targets (meetpunten) 90
Aantal datapunten in een geschiedenis of spreadsheet file 900
* Dit zouden er volgens de documentatie resp. 60 en 62 moeten zijn, maar bij invoeren van de 50 e wordt een
error gegeven als gevolg van een fout in de software.
Tabel 14. Grenswaarden voor de simulatie in CFAST.

58
Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel
5 Koppeling van rook- en evacuatiemodel
5.1 Bepaling omstandigheden
Zoals in hoofdstuk 3 genoemd is, worden beide modellen onafhankelijk van elkaar gebruikt voor de simulatie
van de rookuitbreiding en het verloop van de evacuatie. De gebruikelijke methode om toch een uitspraak te
kunnen doen over de veiligheid van de populatie, het vergelijken van de RSET (benodigde vluchttijd) met de
ASET (beschikbare vluchttijd), is niet geschikt; dit zou geen individueel model opleveren. De koppeling
tussen rook- en evacuatiemodel wordt in dit geval gemaakt door per agent op ieder tijdstip (inclusief premovement
time) na te gaan in welke ruimte hij zich bevindt (evacuatiemodel) en wat op dat moment de
omstandigheden zijn (CFAST). De uitvoer van CFAST gebruikt standaard een interval van 10 seconden.
(ICARES is hierop afgestemd, dus de waarde kan niet gevarieerd worden). Een zoekfunctie koppelt de
exacte tijd uit het evacuatiemodel vervolgens aan de juiste tijdsstap van 10 seconden. Het verschil in
nauwkeurigheid is in dit geval acceptabel, aangezien de omstandigheden binnen 10 seconden minimale
verschillen vertonen. Met ‘omstandigheden’ worden de volgende gegevens bedoeld:
• Doses CO, CO 2 , HCN en HCL
• Luchttemperatuur en stralingsflux (ambient target)
• Optische dichtheid op ooghoogte
Met uitzondering van de stralingsflux die in de hele ruimte gelijk is, worden alle waarden voor zowel de
rooklaag als de koele onderlaag in een ruimte gegeven. Het niveau waaraan de agent wordt blootgesteld
hangt dus af van de hoogte van de grens tussen beide lagen, door CFAST vastgelegd als ‘interface height’.
Aangenomen is een ooghoogte van 1.6 meter; bevindt de scheidingslaag zich hieronder, dan zal men de
schadelijke lucht uit de rooklaag inademen en te maken hebben met bijbehorende zichtbeperking en
luchttemperatuur.
5.2 Berekening resultaten
Het berekenen van de ‘individuele omstandigheden’ levert een enorme hoeveelheid data op in het
bronbestand, die op zich nog geen oordeel vormt over de veiligheid van de agent, m.a.w. over de kans op
een evacuatie zonder slachtoffers. De volgende paragrafen behandelen de gebruikte rekenmethodes om de
omstandigheden te toetsen aan de experimenteel vastgestelde grensniveaus.
5.2.1 Verstikkende stoffen
Een veel gebruikte methode om de data te kwalificeren betreft de door Purser voorgestelde Fractional
Effective Dose (FED). Een en ander is in 2002 vastgelegd in de ISO Technical Specification 13571 [41] en
wordt tevens toegelicht in [22, 65].
Het achterliggende principe is dat het effect van de verschillende stoffen bij elkaar opgeteld kan worden. Het
kan dus zijn dat voor geen enkele stof de kritieke dosis aanwezig is, maar dat door de combinatie toch een
gevaarlijke omgeving ontstaat. De algemene formule voor de FED luidt:
ontvangen
FED =
kritieke
dosis op tijdstip t ( Ct)
( Ct) dosis die leidt tot bewusteloosheid
Per definitie betreft de grenswaarde FED = 1.0. Belangrijk is de opmerking dat de grenswaarden gebaseerd
zijn op een gemiddeld persoon. Door allerlei persoonlijke eigenschappen bestaat er een grote spreiding in
de gevoeligheid voor de schadelijke stoffen. Het wordt daarom aanbevolen om 0.3 aan te houden als
criterium in plaats van 1.0. Hierbij wordt verwacht dat bijna 90% van de populatie de omstandigheden
kunnen verdragen.

Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel 59
CO en HCN blijken over het algemeen maatgevend te zijn als het gaat om verstikkende stoffen. De
algemene formule van de FED wordt dan herschreven tot:
t 2
t 2
[ CO]
exp([ HCN]
/ 43 )
FED = ∑
∆t
+ ∑
∆t
t1 35000 ppm ⋅ min t1
220 min
[CO] en [HCN] zijn hierin de ontvangen doses per tijdstap Dt, uitgedrukt in de eenheid ppm. Uit experimenten
is afgeleid dat het effect van HCN niet met een constante is te beschrijven, maar beter benaderd wordt met
een exponentiele functie. Bij een HCN niveau van 0 ppm, wordt FED HCN = 0 aangenomen. Bij berekening
van de formule zal er anders een minimale uitkomst uitkomen als gevolg van de e-macht, waardoor de FED
na lange tijd onterecht hoog wordt.
Bij het vaststellen van de grenswaarden is een ademhalingsfrequentie (RMV of respiratory minute volume)
aangehouden van 20 L/min. Als het CO 2 gehalte in een ruimte boven de 2% komt, bestaat de kans op
hyperventilatie, waardoor een hogere dosis van beide stoffen wordt geïnhaleerd. [CO] en [HCN] worden in
dat geval vermenigvuldigd met een correctiefactor V CO2 :
V CO 2
⎛[%
CO
= exp⎜
⎝ 5
2
] ⎞
⎟
⎠
5.2.2 Irriterende stoffen
Voor irriterende gassen kan de Fractional Effective Concentration (FEC) als criterium dienen. Voor de in de
rook aanwezige stoffen wordt de verhouding berekend tussen de aanwezige concentratie en de
zogenaamde Fi waarde, de grenswaarden waarbij incapacitation optreedt. [41] stelt, op basis van diverse
andere onderzoeken, de volgende grenswaarden voor, Tabel 15.
HCL 1000
HBr 1000
HF 500
SO 2 150
NO 2 250
acrolein 30
formaldehyde 250
Tabel 15. Incapacitation concentraties voor irriterende stoffen, in ppm.
Aan irriterende gassen berekent CFAST alleen de HCL concentratie. De berekening wordt dus:
[HCL]
FEC =
1000
Purser stelt dat het effect van verstikkende en irriterende gassen bij elkaar opgeteld mag worden, m.a.w. de
som van de uitkomsten voor de FED en FEC zou kleiner moeten zijn dan 0.3. De ISO norm gaat er
daarentegen vanuit dat beide verschijnselen onafhankelijk van elkaar zijn. In ICARES worden de FED en
FEC waarden apart vermeld en tevens de som van de FED en de hoogst voorkomende FEC.
5.2.3 Stralingsflux en convectieve warmte
Voor het lichamelijk beperkende effect van hitte kan dezelfde methode gebruikt worden als voor de
verstikkende gassen; een persoon kan een bepaalde tijd de warmte verdragen, totdat een bepaalde dosis in
het lichaam is geaccumuleerd. De formule voor de FED bestaat uit twee termen:
FED = ∑ 2
t1
t
( 1 / t + 1/ t ) ∆t
Irad
Iconv

60
Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel
t Irad en t Iconv staan voor de tijd die draaglijk is als gevolg van resp. stralings- en convectieve hitte. De tijd (in
minuten) wordt als volgt geformuleerd.
t Iconv
= (4.1⋅10 8 ) T
−3.61
t Irad
Waarin:
= 4 q
−1..35
T = luchttemperatuur in °C
q = stralingsflux in kW/m 2
Wanneer de stralingsflux onder de 2.5 kW/m 2 blijft, wordt t Irad = 0 aangenomen, aangezien dan de
tolerantieperiode geschat wordt op 30 minuten of meer.
5.2.4 Optische dichtheid en mass loss model
De zichtbeperking door een hoge rookdichtheid kan op twee manieren benaderd worden. [41] spreekt van
een massa concentratie van verduisterende rook aerosol. Aangenomen wordt dat personen gedesoriënteerd
raken bij een concentratie van 0.6 g/m 3 . Deze waarde kan gekoppeld worden aan een bepaalde ‘fuel mass
loss concentration’ door na te gaan hoeveel aerosol de betreffende brandstof produceert.
Het bijbehorende mass loss model [22, 41], ook wel toxic potency model genoemd, is een alternatief voor de
hiervoor besproken individuele benadering van giftige en irriterende stoffen. Het model berekent een FED
waarde afhankelijk van een dodelijk concentratie-tijd product (LCt50 waarde) van een combinatie van alle
schadelijke stoffen die vrijkomen bij verbranding van een materiaal. Een voordeel van deze methode is dat
niet de exacte samenstelling van de verbrandingsproducten bekend hoeft te zijn. Daar tegenover staat dat
nog maar van weinig materialen de LCt50 waarden bekend zijn. In dat geval kan een generieke
grenswaarde (900 g/m 3 voor ventilatiebeheerste pre-flashover branden) gebruikt worden.
De rookmassa concentratie kan ook omgerekend worden naar een waarde voor de optische verduistering.
De uitvoer van CFAST legt dit vast als optical density, OD. Onder andere [39] stelt een grenswaarde voor
OD van 0.5 m -1 , wat overeenkomt met een zichtlengte van 2 meter.
In ICARES is de eis overgenomen en wordt voor iedere agent gecontroleerd of tijdens zijn vluchtpoging de
OD onder het grensniveau blijft. De grafiek van Figuur 32 toont een voorbeeld. Een geleidelijke stijging duidt
op een verdichtende rooklaag in de ruimte, de sprongen in de waarden vinden plaats bij een overgang
tussen twee ruimten.
OD [m -1 ]
Figuur 32. Verloop OD voor een individu.
Tijd vanaf start brand [sec]

Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel 61
5.3 User interface: resultaten en toetsing
Zodra de uitvoer van het rookmodel verwerkt is, kunnen de resultaten van het evacuatiemodel worden
aangevuld met de volgende gegevens:
Resultaten voor de gehele populatie:
• Hoogst voorkomende FED waarden voor giftige stoffen en hitte
• Hoogst voorkomende OD waarde
• Grafieken van individuele waarden
Resultaten per agent:
• Maximale FED en FEC waarden
• Maximale waarde OD
• Grafiek FED verstikkende stoffen en FEC als functie van de tijd
• Grafiek FED hitte als functie van de tijd
• Grafiek OD als functie van de tijd
Resultaten per ruimte:
• Maximale concentratie HCL en CO 2
• Minimale concentratie O 2
• Maximale stralingsflux en luchttemperatuur
• Minimale rookvrije hoogte en maximale waarde OD
• Grafiek stralingsflux als functie van de tijd
• Grafiek rookvrije hoogte als functie van de tijd
Dezelfde driedeling is aangehouden bij de weergave van de resultaten in ICARES, zie Figuur 33, Figuur 34
en Figuur 35.
Weergave in
grafiek
Resultaten
evacuatiemodel
Hoogste waarde
optical density
FED waarden
Grafiek van individuele
OD waarden
Figuur 33. Resultaten voor de gehele populatie.

62
Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel
Selectie van
een agent
Individuele resultaten uit
evacuatie- en rookmodel
Selectie van
getoonde grafiek
Figuur 34. Resultaten voor een enkele agent.
Selectie van
een ruimte
Meest ongunstige
omstandigheden
Selectie van
getoonde grafiek
Figuur 35. Resultaten voor een enkele ruimte.

Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel 63
In het bronbestand wordt bijgehouden of de evacuatietijden en de FED, FEC en OD waarden nog
overeenkomen met de ingelezen uitvoerbestanden van CFAST en het evacuatiemodel. Zo niet, bijvoorbeeld
na het inlezen van een nieuw bestand of het wissen van een onderdeel, dan verschijnt er een waarschuwing
en worden delen van het tabblad uitgeschakeld. De resultaten zullen dan opnieuw berekend moeten worden.
Op het tabblad ‘toetsing’, Figuur 36, wordt samenvattend weergegeven bij hoeveel personen uit het
getoetste scenario de verschillende grenswaarden worden overschreden. Per onderdeel kan vervolgens een
grafiek getoond worden die de verdeling over de uitgangen aangeeft van de betreffende personen.
Gebruikte
grenswaarden
Aantal
overschrijdingen
Gekozen uitgang van personen
waarbij de geselecteerde
grenswaarde wordt overschreden.
Figuur 36. Toetsing aan het gekozen veiligheidsniveau.
De grenswaarden voor de FED en FEC, de maximale obscuration density en de minimale rookvrije hoogte
kunnen worden ingegeven door de gebruiker. Dit zijn immers geen empirisch vastgestelde waarden, maar
meer keuzes van de ontwerper die aangeven hoe hoog het veiligheidsniveau wordt aangenomen. De
overige grenswaarden worden ook vermeld in het tabblad, maar zijn niet te veranderen. Dit zijn waarden die
uit experimentele data zijn afgeleid en hoeven dus ook in principe niet gevarieerd te worden.
Om de resultaten in één oogopslag te kunnen beoordelen worden de textboxes in alle vensters groen of
rood gekleurd, afhankelijk van of de waarden binnen de gestelde eisen blijven.
5.4 Voorwaarden en beperkingen
Doordat de simulaties van rookontwikkeling en evacuatie onafhankelijk van elkaar uitgevoerd worden, is het
mogelijk dat personen door de brandruimte lopen tijdens hun vluchtpoging, terwijl de omstandigheden daar
zo gevaarlijk zijn dat iemand in werkelijkheid een andere route zou kiezen (er vanuit gaande dat dat mogelijk
is). De met ICARES berekende FED waarden zullen in dat geval hoger uitvallen dan in de realiteit. Aan de
andere kant kunnen brandverschijnselen de evacuatie vertragen; uit onderzoeken blijkt bijvoorbeeld een
verband tussen rookdichtheid en loopsnelheid. Een gevolg hiervan zou zijn dat de uitkomsten juist
negatiever uitvallen dan nu het geval is.
Met de huidige opzet van de simulatie zijn dit soort fouten echter niet te vermijden. Wel is het mogelijk om de
pre-movement tijd (manueel) af te stellen op de nabijheid van de brandruimte, zodat deze periode de realiteit
beter benadert. Eenzelfde methode is voor te stellen voor de loopsnelheid, maar een betere optie is het
gelijktijdig uitvoeren van rook- en evacuatiesimulatie, waarbij beide modellen elkaar kunnen beïnvloeden.

64
Hoofdstuk 5 - Koppeling van rook- en evacuatiemodel
Door het gebruik van CFAST en de FED rekenmethode wordt slechts een beperkt aantal gevaarlijke stoffen
meegerekend. Het model is dus niet geschikt voor situaties waar veel andere chemische stoffen verwacht
mogen worden. Hierbij zou het toxic potency model een betere benadering geven, mits er LCt50 waarden
bekend zijn van de aanwezige materialen.
De gebruikte formules voor de FED en FEC zijn gebaseerd op blootstellingperioden van minder dan een uur.
Over de effecten van langere blootstelling is weinig bekend. Binnen de afbakening die tot nu toe is gemaakt
wat betreft de mogelijke gebouw lay-outs is het echter onwaarschijnlijk dat simulaties van langer dan een uur
voorkomen.
De geïmplementeerde formule voor t Iconv geldt voor volledig geklede mensen. In een situatie met licht
geklede of ongeklede personen geldt:
t Iconv
= (5 ⋅10 7 ) T
−3.4
De resulterende ‘tolerance time’ ligt dan een factor 2.5 tot 3.5 lager, afhankelijk van de temperatuur. Voor
een dergelijke situatie is het model dus niet geschikt. Een goede (en eenvoudige) uitbreiding zou zijn om
beide situaties te kunnen berekenen.

Hoofdstuk 6 - Testen en valideren 65
6 Testen en valideren
6.1 Testscenario’s
Voor het testen van de functionaliteit van de applicatie zijn in totaal 17 verschillende scenario’s binnen de
testomgeving gesimuleerd. Dit staat los van het testen van de IFC import; hiervoor zouden verschillende
plattegronden moeten worden ingelezen. In Tabel 16 hieronder staan de gevarieerde variabelen die elk een
effect kunnen hebben op de uitkomsten. De (nog lang niet volledige) lijst geeft overigens een goede indicatie
van de complexiteit van de brandveiligheidtoetsing in het algemeen. Bijlage 7 bevat een UML
klassendiagram van een scenario in ICARES.
Variabelen m.b.t. de geometrie
Getest in scenario
• Hoogte van de ruimten 2,10A,10B
• Deuren gesloten of open 3
• Aantal nooduitgangen beschikbaar 4,10A,10B
Variabelen m.b.t. de brandspecificatie
• Plaats van de brand 5A – 5E, 10A, 10B
• Samenstelling van de brandstof 5C – 5E, 10A, 10B
Variabelen m.b.t. de populatie
• Aantal agents 6A, 6B, 10A, 10B
• Verdeling agents 6B
• Alarmerings- en detectietijd 10A, 10B
• Pre-movement time en loopsnelheid 7, 10A, 10B
• P-waarden 8, 9, 10A, 10B
• Gewichten van aspecten bij uitgangkeuze 9
Tabel 16. Gevarieerde onderdelen in de scenario's.
Om de scenario’s goed te kunnen vergelijken zijn steeds één of enkele variabelen veranderd t.o.v. scenario
1, een reële (maar zeker niet meest ongunstige) situatie. Ook is er een zogenaamd worst-case scenario
(10A en 10B) getest. Voor alle scenario’s zijn dezelfde grenswaarden aangehouden voor het bepalen van
het aantal overschrijdingen. Een beschrijving van de gekozen variabelen en de resultaten zijn te zien in
Bijlage 8.
Zoals verwacht hebben niet alle variabelen een grote invloed op de simulatietijd of FED waarden. Wat
opvalt, is dat de FED en FEC waarden voor verstikkende en irriterende stoffen zeer laag blijven; bij elkaar
maximaal 0.044. De oorzaak kan liggen in de brandstofhoeveelheid, een te korte blootstellingtijd, de
brandstofsamenstelling of (waarschijnlijk) een combinatie hiervan. Ook het grote volume van de ruimten
heeft een gunstig effect op de brandveiligheid, wat blijkt uit de vergelijking van de omstandigheden met de
scenario’s waar alle ruimten 2.5 meter hoog zijn i.p.v. 5 meter.
De FED voor stralings- en convectiewarmte loopt wel snel op; in het meest ongunstige scenario 10B wordt
bij 48 van de 100 personen de grenswaarde (0.3) overschreden. De flash-over grens van 20 kW/m 2 is
echter in geen enkel scenario bereikt.
Ook de uitkomsten voor OD variëren erg; in scenario 10A overschrijden 42 personen de grenswaarde (0.5).
De hoogst voorkomende waarde is 0.742 wat overeenkomt met een zichtafstand van ca. 1.3 meter. De
rookvrije hoogte in de brandruimte bedraagt 1.6 meter, waarbij is aangenomen dat men nog net in de koele
onderlaag loopt. Was deze hoogte iets minder geweest, dan waren veel resultaten nog negatiever
uitgevallen. In scenario 10B is een rookvrije hoogte van slechts 0.6 meter berekend, wat vluchten door de
betreffende ruimte onmogelijk maakt. De grafieken van Figuur 37 geven de omstandigheden weer in de
brandruimte (de centrale verkeersruimte).

66
Hoofdstuk 6 - Testen en valideren
Tijd vanaf start brand [sec]
Tijd vanaf start brand [sec]
Figuur 37. Rookvrije hoogte en stralingsflux in de brandruimte.
Te zien is dat de stralingsflux na ruim drie minuten al de kritieke waarde van 2.5 kW/m 2 bereikt. Ook de
rookvrije hoogte is dan nog maar 1.5 meter. Figuur 38 toont de bezetting in de ruimte. De evacuatie begint
als gevolg van de aangenomen start escape tijden (detectie- en alarmeringstijd en pre-movement periode)
pas vier minuten na de start van de brand. Dit verklaart de zeer hoge FED hitte waarden en de overschrijding
bij bijna de helft van de populatie.
Aantal personen in de
ruimte [W/m 2 ]
Stralingsflux [W/m 2 ]
Rookvrije hoogte [m]
Figuur 38. Bezetting in de brandruimte.
Tijd vanaf start brand [sec]
Dit is een goed voorbeeld van de in hoofdstuk 5.4 besproken beperking van het afzonderlijk uitvoeren van de
simulaties. In werkelijkheid zal de evacuatie veel sneller op gang komen, doordat de brandverschijnselen zo
duidelijk aanwezig zijn. De FED zal dan automatisch veel lager uitvallen. Aan de andere kant is de centrale
verkeersruimte (met open verbindingen naar aanliggende werkruimten) de enige manier om één van de
trappenhuizen te bereiken, waardoor men niet anders kan dan hier door te lopen. Een snelle start van de

Hoofdstuk 6 - Testen en valideren 67
evacuatie vanuit verder af gelegen ruimten (waar de verschijnselen die duiden op een noodsituatie minder
duidelijk zijn) is in dit scenario dus maatgevend voor de uitkomsten.
6.2 Vergelijking evacuatiemodel met experimentele data
Om een uitspraak te kunnen doen over de resultaten van het evacuatiemodel is gezocht naar experimentele
data die vergeleken kan worden met een simulatie van de situatie. Dit soort gegevens zijn zeer schaars in de
literatuur, zeker als het gaat om echte noodsituaties waarin de omstandigheden altijd verschillen in
vergelijking met een ontruimingsoefening. Bovendien moet de situatie voldoen aan alle beperkingen die
gesteld zijn in de vorige hoofdstukken. Twee onaangekondigde ontruimingen in vestigingen van een
warenhuis [30], gebruikt voor de validatie van SIMULEX, zijn daardoor bijvoorbeeld niet geschikt. Hetzelfde
probleem geldt voor een onderzoek [23], waarin de evacuatie van drie universiteitsgebouwen is
geanalyseerd.
[13] beschrijft een aantal experimenten met het doel de doorstromingscapaciteit bij verschillende
deurbreedten te bepalen. Het betreft een ruimte van 25 m 2 (2.9 bij ca. 8.6 meter) met een populatie van 100
personen. Men is gevraagd de ruimte zo snel mogelijk te verlaten door de deur die gevarieerd is in breedte.
Vanuit het oorspronkelijke onderzoek volgen de specificaties:
• Uniforme populatie van 100 personen, allen mannelijk (aangenomen vrije loopsnelheid 1.35 +/- 0.2
m/s)
• Pre-movement time is 0 seconden voor de hele populatie. De alarmerings- en detectietijd is hier niet
van belang, er wordt geen brandscenario getest.
• Geteste deurbreedten: 0.75, 0.80, 1.50 en 1.60 meter
Dezelfde situatie is gesimuleerd met het evacuatiemodel met een bezetting van zowel 50 als 100 personen,
zie Figuur 39 voor een voorbeeld.
Figuur 39. Testomgeving in het evacuatiemodel met een openingsbreedte van 1.5 meter en 50
personen.
De parameters van het gedrag van de agents zijn gelijk aan die gebruikt in de geteste scenario’s van
hoofdstuk 6.1. Daarbij komt het nog af en toe voor dat agents door de wand lopen en dus niet meegerekend
worden bij de doorstroomcapaciteit van de deuropening. Tabel 17 bevat de resultaten.

68
Hoofdstuk 6 - Testen en valideren
Aantal
personen
0.75 m 50 63 sec
63 sec*
77 sec*
80 sec
Totale
evacuatietijd en
aantal agents niet
gevlucht
0.75 m 100 114 sec**
103 sec****
108 sec*
118 sec***
0.80 m 50 63 sec
63 sec
57 sec*
63 sec*
0.80 m 100 103 sec**
98 sec***
101 sec***
87 sec **
1.50 m 50 38 sec*
36 sec
36 sec*
35 sec
1.50 m 100 64 sec*
62 sec*
66 sec*
64 sec*
1.60 m 50 38 sec
36 sec
34 sec
35 sec
1.60 m 100 63 sec
58 sec*
59 sec
57 sec*
Pers/sec/m
1.06
1.04
0.85
0.83
1.15
1.24
1.22
1.10
0.99
0.99
1.07
0.97
1.19
1.24
1.20
1.41
0.86
0.93
0.93
0.95
1.03
1.06
1.00
1.03
0.82
0.87
0.92
0.89
0.99
1.07
1.06
1.09
Evacuatietijd,
gem. van vier
runs
71 sec 0.93
111 sec 1.17
62 sec 1.00
97 sec 1.25
36 sec 0.91
64 sec 1.03
36 sec 0.87
59 sec 1.05
Tabel 17. Evacuatietijd en doorstromingscapaciteit bij verschillende uitgangsbreedten.
Pers/sec/m
gem. van vier
runs
De evacuatietijden voor de situaties met 100 personen zijn in Tabel 18 vergeleken met de experimentele
waarden en vier andere bestaande modellen.
Doorgangsbreedte
Doorgangsbreedte
[m]
Experiment ICARES Predtechenskii
& Milinskii
Effective
Width model
Building
Exodus
Vluchtmodel
DHV-AIB
0.75 55 111 69-74 168 56* 56
0.80 50 97 65-69 152 - 52
1.50 30 64 35-37 63 30* 28
1.60 26 59 32-35 58 - 26
* Bij 40% drive distribution en free flow aanname, zie [13]
Tabel 18. Vergelijking van de uitkomsten met experimentele waarden en andere modellen.
De doorstroming blijkt een factor 2 te laag te zijn. Dit is te wijten aan het nog niet goed werkende gedrag van
de agents wat betreft de interactie met elkaar en met obstakels. De te verwachten rij- of groepvorming
rondom de uitgang gebeurt niet; er is zelf regelmatig een stromingsrichting van de uitgang af te zien.
Hierdoor wordt de uitgang niet optimaal benut, wat resulteert in de doorstromingscapaciteit van 0.87 - 1.25
pers/s/m. Dit is veel lager dan de uit het experiment volgende gemiddelde waarde van 2.39 pers/s/m en
eveneens lager dan de uitkomsten van andere onderzoeken, samengevat in [6], variërend van 1.03 - 1.67.
1.5 wordt over het algemeen als veilige aanname beschouwd, zo ook in het Nederlandse Bouwbesluit.

Hoofdstuk 6 - Testen en valideren 69
Opvallend is bovendien dat bij de simulaties met 50 personen de doorstromingscapaciteit bij alle vier
deurbreedten lager ligt dan bij 100 personen. Bij correct gedrag van de agents zou het aantal geen verschil
moeten maken (tenzij het effect van verdrukking wordt meegenomen).
Het Vluchtmodel blijkt het best overeen te komen met de werkelijke waarden, aangezien het model een
standaard doorstromingscapaciteit van 2.4 pers/s/m aanhoudt. Het is overigens onbekend of hiervoor het
besproken onderzoek gebruikt is. Hierna wordt een vergelijking tussen de testcase en een berekening
volgens het Vluchtmodel gemaakt.
6.3 Vergelijking evacuatiemodel met het Vluchtmodel
Het Vluchtmodel [40], in 1994 ontwikkeld door DHV-AIB in opdracht van het ministerie van VROM, is een
typisch movement model:
• Agents beginnen allen op hetzelfde moment aan de evacuatie en nemen altijd de kortste route;
• Agents hebben allen dezelfde eigenschappen, individueel gedrag wordt niet gesimuleerd;
• De doorstroming wordt bepaald door rekenregels en correctiefactoren.
Een berekening is handmatig uit te voeren en kan in het kader van het project gebruikt worden ter validatie
van het ontwikkelde evacuatiemodel. De volgende gegevens zijn benodigd, Tabel 19:
Onderdeel
Oppervlakte, aard en onderlinge verbindingen tussen de
ruimten.
Loopafstanden binnen het verblijfsgebied, rekening houdend
met interne scheidingen en het evt. in de verkeerde richting
vluchten.
Loopafstanden vanaf de uitgang van het verblijfsgebied tot
de uitgang naar buiten.
Ligging en breedte van knelpunten, zoals deuren, gangen en
trappen en bijbehorende doorstroomcapaciteit.
Opvangcapaciteit van de ruimten waarin de toestroom
tijdelijk groter is dan de uitstroom.
Bezetting van de verblijfsgebieden (verwachte
bezettingsgraad of exact aantal personen).
Aangenomen waarden
Zie Bijlage 1 en Bijlage 9.
Voor het in de verkeerde richting
vluchten geeft [40] een correctiefactor
van 2.0. De correctie voor interne
scheidingen wordt genegeerd, omdat op
ruimteniveau wordt gerekend.
De uitgang naar buiten is in dit geval de
aanzet van beide trappen naar
onderliggende verdieping.
[40] rekent met een
doorstroomcapaciteit van 2.4 pers/m/s
voor vernauwingen. De waarde voor
trappen is niet van toepassing.
Indien dit voorkomt, wordt volgens [40]
een maximale bezetting van 5 pers/m 2
aangenomen.
In totaal zijn er 51 personen ingevoerd,
regelmatig verspreid over de verdieping.
Verdeling van de uitstroom over meerdere uitgangen.
Reactietijd tussen ontdekken van de brand en volledig in
gang zijnde evacuatie (= alarmeringstijd + pre-movement
tijd).
Tijdsduur tussen start van de brand en ontdekken van de
brand (= detectietijd).
Beschikbaarheid van de ruimten en uitgangen naarmate de
brand vordert.
[40] stelt dat de personen zich
evenredig aan de doorgangsbreedte
verdelen over de uitgangen.
[40] stelt een periode van 120
seconden, waarna de evacuatie volledig
op gang is.
Voor het gemak wordt deze tijd
verwaarloosd. Voor vergelijking met
ICARES speelt dit geen rol, zolang
dezelfde waarde wordt aangehouden.
Het atrium wordt als brandruimte
aangehouden, hier vindt dus alleen
uitstroom van personen plaats.
Rekenwaarden voor de loopsnelheid. [40] adviseert een loopsnelheid van 1.6
m/s.
Tabel 19. Vereiste gegevens en aannames voor berekening volgens het vluchtmodel.

70
Hoofdstuk 6 - Testen en valideren
De complete berekening is te zien in Bijlage 9. Allereerst wordt de situatie geschematiseerd op basis van de
aard van de ruimten en de verwachte vluchtrichting. De berekening start bij de verblijfsruimten waar geen
instroom plaatsvindt, m.a.w. die gebieden waar geen vluchtroute door loopt. Op basis van de loopafstanden
of de doorstroomcapaciteit van de uitgang wordt de ontvluchtingtijd van deze gebieden berekend. Hierna
volgen de verblijfsruimten waar wel instroom plaatsvindt en de eerstvolgende verkeersruimten.
Door de instroom en uitstroom van deze gebieden te vergelijken wordt duidelijk of de maximale
opvangcapaciteit (hoogst mogelijke bezetting) gehaald wordt. In dat geval vindt er zogenaamde
achterwaartse opstuwing plaats, wat betekent dat de uitstroom van de ruimte maatgevend wordt voor de
instroom in diezelfde ruimte. Deze stappen worden herhaald voor de volgende schakels uit de
ontvluchtingroute, totdat alle personen het gebouw hebben verlaten. Voor de testcase zijn er 5 stappen
nodig, waarbij de ontruiming van ruimte 7 de laatste stap is.
Dezelfde situatie is drie keer gesimuleerd met ICARES, zie Tabel 20. De pre-movement tijd wordt bij alle drie
bepaald volgens Tabel 5 (pag. 33), vermeerderd met de standaard alarmeringstijd van 20 seconden.
Simulatie Loopsnelheid Uitgang keuze Evacuatietijd [sec]
A Als in Tabel 6 Als in Tabel 7 179
B Als in Tabel 6 Kortste route 159
C 1.6 m/s Kortste route 154
Tabel 20. Resultaten van de simulaties met ICARES.
Het vluchtmodel komt op een totale evacuatietijd van 148 seconden. ICARES berekent in eerste instantie
een langere tijd, 179 seconden. Wordt de kortste route volledig maatgevend beschouwd (simulatie B), dan
bedraagt de tijd 159 sec. Als bovendien de loopsnelheid van 1.6 m/s wordt overgenomen (simulatie C), dan
is de verdieping ontruimd na 154 seconden. Een test met een uniforme pre-movement tijd (incl.
alarmeringstijd) van 120 seconden levert ongeveer dezelfde tijd op.
Het resterende verschil kan onder meer veroorzaakt worden door de interactie tussen de agents, de
verdeling van de pre-movement tijden of het nog niet foutloos werkende kortste pad algoritme in ICARES.

Hoofdstuk 7 - Conclusies 71
7 Conclusies
7.1 Interpretatie en betrouwbaarheid resultaten
Bij gebruik van rookmodellen als CFAST is het altijd belangrijk de onnauwkeurigheid in de beoordeling van
de uitkomsten mee te nemen. CFAST is een veel gebruikt model en daardoor ook vaak onderwerp van
validatie experimenten geweest. De technical reference van CFAST [26] zegt over deze onderzoeken:
“Most prominent in the studies reviewed was the overprediction of gas temperature often attributed to
uncertainty in soot production and radiative fraction. Still, studies typically show predictions accurate within
10 % to 25 % of measurements for a range of scenarios.”
Ook [20] beschrijft een uitgebreid onderzoek naar onnauwkeurigheden binnen brandmodellen en
concludeert o.a. dat CFAST (versie 2.0) de temperatuur overschat en de hoogte van de scheidingslaag
onderschat.
[8] bevat een vergelijking van een nieuw ontwikkeld zone-model FSSIM met CFAST en FDS. Tabel 21 toont
de afwijkingen van de uitkomsten van de drie modellen, vergeleken met een testsituatie. Hieruit blijkt ook dat
vooral de interface hoogte bij CFAST gepaard gaat met grote onnauwkeurigheden. FDS [60] is een field
model, wat de kleinere afwijkingen verklaart.
Over deze fouten stelt [20] dat een hogere temperatuur zal leiden tot een lagere dichtheid van de rooklaag.
Dit betekent dat (aangenomen dat het model voor massatransport naar de rooklaag redelijk nauwkeurig is),
de rooklaag meer volume inneemt en dus de interface hoogte lager uitkomt.
FSSIM CFAST FDS
Temperatuur
- Min fout [%] 15 3 1
- Max fout [%] 41 16 14
- Gem. fout [%] 21 9 7
Massadebiet
- Min fout [%] 1 3 1
- Max fout [%] 29 28 21
- Gem. fout [%] 14 18 15
Interface hoogte
- Min fout [%] 2 6 3
- Max fout [%] 17 91 20
- Gem. fout [%] 11 60 7
Tabel 21. Onnauwkeurigheden van CFAST, FSSIM en FDS.
[26] vermeldt daarnaast dat de heat release rate (HRR), ofwel het vermogen van de brand, bepalend is voor
veel van de gebruikte submodellen. De HRR wordt ingevoerd door de gebruiker, dus het is van belang dat
de keuze van de brandomvang zo nauwkeurig mogelijk gebeurt.
De gebruikte formules voor het berekenen van de FED waarden, bevatten ook behoorlijk grote
onzekerheden, volgens [41] variërend van 35% voor FED verstikkende stoffen , 50% voor FEC irriterende stoffen en 25%
voor beide termen van FED hitte .
Daarnaast is er, zoals gezegd in hoofdstuk 5.2, nog veel onbekend over het (al of niet cumulatieve) effect
van irriterende stoffen en de combinatie met verstikkende stoffen en hitte. [15] geeft vooral op dit gebied
kritiek op de methode van de gebruikte ISO norm. De grenswaarden van verstikkende en irriterende stoffen
kunnen moeilijk door experimenten worden vastgesteld en zullen bovendien altijd afhankelijk zijn van
persoonlijke verschillen.
De beperkingen van het evacuatiemodel zijn al uitgebreid aan de orde gekomen in hoofdstuk 6 en 3.7. De
grootste onzekerheid ligt hierbij in het gewicht van de zes aspecten voor de afweging van de vluchtroutes en
daarnaast in de aan te houden pre-movement tijden. Om de onnauwkeurigheid van de totale evacuatietijd in
een percentage te kunnen uitdrukken zal het model met meer experimentele waarden vergeleken moeten
worden.

72
Hoofdstuk 7 - Conclusies
Het is aan de gebruiker van de modellen om de hier besproken onzekerheden op te vangen door de
resultaten te vermenigvuldigen met relatief hoge veiligheidsfactoren. Hieronder staan enkele suggesties,
Tabel 22.
Berekening Veiligheidsfactor Referentie
Looptijd van personen in een 2 [38]
evacuatie
Tijd tot het bereiken van 2-3 [7]
ondraaglijke omstandigheden
Totale evacuatietijd 2-3 [17]
Tabel 22. Veiligheidsfactoren t.b.v. brandveiligheidtoetsing.
In het kader van het afstudeerproject is het van belang dat de gebruikte formules en aannames (zoals
vermeld in dit verslag) duidelijk zijn voor de -fictieve- gebruiker. Het toetsen en vergelijken van verschillende
ontwerpvarianten en scenario’s draagt vervolgens bij aan het begrip van de maatgevende variabelen. De
resultaten worden relatief eenvoudig cijfermatig en grafisch weergegeven, maar het blijft aan de gebruiker
om dit juist te interpreteren en rekening te houden met de onnauwkeurigheden in de modellen en
invoerwaarden.
7.2 Controle van de doelstellingen
Om na te kunnen gaan of ICARES voldoet aan de voorgenomen doelstellingen worden ze hier afzonderlijk
behandeld. De hoofddoelstelling luidt:
Het kunnen simuleren van de evacuatie van een gebouw
Het ontwikkelde evacuatiemodel is in staat om de evacuatie van een gebouw te simuleren, zij het
met een aantal beperkingen aan de geometrie van het gebouw. Een aantal daarvan volgen
rechtstreeks uit de opzet van het evacuatiemodel (bijv. het feit dat slechts één verdieping getest kan
worden), andere voorwaarden zijn gerelateerd aan de keuze van CFAST en/of Excel. De simulatie
berekent de evacuatietijden, de verdeling over de uitgangen en laat het geheel (bijna real-time) in 2D
zien.
De volgende specificaties van het systeem zijn genoemd:
Personen bewegen en gedragen zich individueel
Het evacuatiemodel is gebaseerd op agents, waarvan de beweging individueel wordt bepaald door
een kortste pad algoritme en steering behavior. Elke agent heeft bovendien een aantal persoonlijke
eigenschappen, zoals loopsnelheid, pre-movement tijd en verschillende voorkeuren voor de
aanwezige uitgangen. Een aantal onderdelen van het steering behavior werken nog niet foutloos,
waardoor vooral bij een grote dichtheid nog onrealistisch individueel gedrag ontstaat.
Per individu wordt een oordeel gegeven over de omstandigheden tijdens zijn/haar vluchtpoging
Hiervoor is een koppeling gemaakt met CFAST, een zone-model wat de omstandigheden in elke
ruimte berekent op basis van behoud van energie, massa en impuls. Om de ondervonden
omstandigheden te kwantificeren worden Fractional Effective Doses berekend. Per agent wordt
getoetst op de geïnhaleerde dosis CO, HCN en HCL, de stralingsflux en convectieve temperatuur en
de zichtbeperking door rook. Grenswaarden die het veiligheidsniveau aangeven waarop getoetst
wordt, zijn variabel.
De geometrische invoer voor het model wordt voor zover mogelijk automatisch gegenereerd uit een
IFC bestand.
ICARES bevat de mogelijkheid om een IFC 2x file in te lezen. De geometrische invoer voor het
evacuatiemodel en (op enkele onderdelen na) voor het rookmodel wordt hieruit samengesteld. Het
IFC bestand hoort ten minste de wanden, kolommen, ramen, deuren en een omschrijving van de
ruimten te bevatten.

Hoofdstuk 7 - Conclusies 73
Het geheel is ondergebracht in een gebruiksvriendelijke user interface
De achtereenvolgens te nemen stappen om van de IFC file naar de resultaten te komen, zijn
vertaald naar een aantal tabbladen. Het gemak waarmee een eventuele gebruiker de aanvullende
gegevens invoert is regelmatig bepalend geweest voor de opbouw van de user interface. Het
kunnen aanvinken van de nooduitgangen, plaatsing van de agents en het bepalen van hun
eigenschappen zijn daar voorbeelden van. De resultaten worden daarnaast overzichtelijk
weergegeven in grafieken en waar nodig, worden begrippen toegelicht. Door de mogelijkheid een
animatiescript uit te voeren, kan ook relatief eenvoudig een 3D animatie gemaakt worden. De
snelheid van het verwerken van de informatie laat bij een aantal stappen nog te wensen over.
7.3 Aanbevelingen
7.3.1 Mogelijke verbeteringen
Ondanks dat de applicatie lijkt te voldoen aan de doelstellingen, zijn er een aantal mogelijke verbeteringen te
noemen:
Het grootste probleem wat tijdens de ontwikkeling naar voren is gekomen betreft de rekentijd. Handelingen
in Excel die vaak herhaald moeten worden kunnen grofweg op twee manieren uitgevoerd worden: met een
formule die zo is opgebouwd dat deze naar elke regel gekopieerd kan worden of m.b.v. een loop, waarbij
één formuleregel wordt voorzien van steeds een andere invoerwaarde.
De eerste methode is sneller en is dan ook gebruikt tijdens het verwerken van de IFC file en het bepalen van
de omstandigheden. Om de grootte van het bronbestand en daarmee het gebruikte geheugen beperkt te
houden worden de formules voor het berekenen van de omstandigheden gewist; alleen de uitkomsten
worden opgeslagen die later worden verwerkt tot de FED waarden. Excel beschikt echter niet over een
functie om de formules te vervangen door de uitkomsten. De nu gebruikte methode (m.b.v PasteSpecial –
values) is traag, waardoor het doorrekenen van een scenario kan oplopen tot ca. 10 minuten, afhankelijk van
het aantal agents en de tijdsduur van de simulatie.
Bovendien bevat het bestand in sommige situaties, bijvoorbeeld bij de scenario’s 10A en 10B van hoofdstuk
6.1 zoveel data dat alsnog te veel geheugen gebruikt wordt en de applicatie vastloopt. Ter indicatie: alleen
de sheets voor het berekenen van de FED waarden omvatten al ca. 5.000.000 waarden.
Een heel andere opzet is eigenlijk benodigd om dit probleem op te lossen, waarbij Excel niet als database
wordt gebruikt. Voor simulaties met een kleiner aantal agents (

74
Hoofdstuk 7 - Conclusies
7.3.2 Mogelijke uitbreidingen
Naast de verbeteringen van de huidige versie zijn er tijdens het project een aantal ideeën opgedaan om
ICARES uit te breiden.
Ten eerste kan gewerkt worden aan de beperkingen aan de geometrie, voortvloeiend uit het
evacuatiemodel, CFAST of het gebruik van Excel. Wordt bij het inlezen van de IFC file bijvoorbeeld een
extra stap gemaakt om de hoogteligging van objecten vast te leggen, dan kan onderscheid gemaakt worden
in verdiepingen. Ook het evacuatiemodel vergt dan een uitbreiding, wat zou kunnen op de manier waarop
Simulex met meerdere verdiepingen omgaat. De 2D plattegronden van de verdiepingen worden door een
soort link gekoppeld aan onder- of bovenliggende verdieping. Het passeren van de link vergt een bepaalde
periode, afhankelijk van de eigenschappen van de trap die de link in werkelijkheid is.
Daarnaast zal het nuttig zijn het aantal uitzonderingen terug te brengen, zoals het besproken probleem bij
schuifdeuren (hst. 2.4.4). Op die manier verkleint men de kans dat er fouten ontstaan in de ingelezen
geometrie die zonder kennis van de opbouw van het bronbestand niet zijn op te lossen.
De detectie- en alarmeringstijd zijn nu nog elk een variabele die de gebruiker invoert. Hoewel de perioden
afhankelijk zijn van een groot aantal factoren (waaronder een toevalsfactor), zou geprobeerd kunnen worden
de tijden, eventueel gecombineerd met de pre-movement tijd, te bepalen op basis van de gebouwsituatie.
Analyse van experimenteel verzamelde pre-movement tijden zal daarbij als basis kunnen dienen. [21] geeft
hier een aanzet voor.
Hetzelfde geldt voor de gewichten van de zes aspecten die meespelen bij de uitgangkeuze. Het is nu nog
aan de ontwerper om de gewichten juist in te schatten, maar er is ook een model voor te stellen dat de
gewichten bepaalt op basis van de gebouw- en populatiekenmerken uit Tabel 3. Dit betekent een meer
gestructureerde methode, maar aan de andere kant ook een zeer complex model en dus extra onzekerheid
wat betreft de uitkomsten.
Met het doel de populatie nog meer als individuen te modelleren zouden de parameters voor het
stuurgedrag, besproken in hoofdstuk 3.2.1, tussen de agents gevarieerd kunnen worden. Dit kan willekeurig,
maar een verband met het gekozen profiel is ook voor te stellen. Een vergelijkbare methode is het
toevoegen van een drive- of paniekfactor die invloed heeft op bijvoorbeeld de aan te houden afstand tot
elkaar of de conflict resolution.
Enkele nuttige uitbreidingen in de gebruikersinterface zijn tot slot:
• De mogelijkheid de kenmerken van de agentprofielen aan te passen of nieuwe profielen toe te
voegen.
• Het wissen van een willekeurige agent; op dit moment kan alleen de laatst toegevoegde agent
gewist worden of de hele populatie.
• Export van de resultaten naar een overzichtsheet, eventueel inclusief de geschiedenis van
uitgevoerde handelingen.
• Uitbreiding van de resultaten, bijvoorbeeld evacuatietijden van ruimten (nu alleen uit de
bezettinggrafiek af te leiden) of meer visualisaties van de evacuatie en omstandigheden.

Referentielijst 75
Referentielijst
[1] BENTHORN, Lars en FRANTZICH, Hakan, ‘Fire alarm in a public building: How do people evaluate
information and choose evacuation exit?’, Lund University, 1996.
[2] BRENNAN, P. ‘Timing human response in real fires’. Fire Safety Science - Proceedings of
the Fifth International Symposium, Melbourne, Australia,1997, p. 807-818.
[3] BRYAN, ‘Smoke as a Determinant of Human Behaviour in Fire Situations’, 1977
[4] BRYAN, onderzoek naar de brand in het MGM Grand Hotel in Las Vegas in 1980, 1983
[5] CAPPUCIO, Joe, ‘Pathfinder, a computer-based timed egress simulation’, Fire protection
engineering, fall 2000.
[6] DAAMEN, W., ‘Modelling passenger flows in public transport facilities’, TU Delft, 2004.
[7] DEAKIN, G. en COOKE, G., ‘Future codes for fire safety design’, Fire Safety Journal 23-2 (1994), p
193–218.
[8] FLOYD, Jason E., WILLIAMS, Fred W., TATEM, Patricia A., ‘A network fire model for the simulation
of fire growth and smoke spread in multiple compartments with complex ventilation’, Journal of fire
protection engineering, vol. 15, augustus 2005.
[9] FRANTZICH, H., ‘Occupant behaviour and response time- Results from evacuation Experiments’.
Human behaviour in fire - Proceedings of the Second International Symposium, (Boston, USA),
March 26 - March 28 2001, p 159-165.
[10] FRUIN, J.J. ‘Pedestrian planning and design’, Metropolitan Association of Urban Designers and
Environmental Planners, New York, 1971.
[11] GANN, Richard D. e.a., ‘International study of the sublethal effects of fire smoke on survivability and
health (SEFS): Phase I Final report’, NIST technical note 1439, augustus 2001
[12] GWYNNE, S, en GALEA, E.R, ‘Escape as a social behavior’ CMS Press, Paper No. 97/IM/26.
[13] GWYNNE, S., GALEA, E.R., OWEN, M., LAWRENCE, P.J. en FILIPPIDIS, L., ‘A systematic
comparison of buildingEXODUS predictions with experimental data’, Applied mathematical modeling
29 (2005), p 818-851.
[14] GWYNNE, S., GALEA, E.R., PARKE, J. en HICKSON, J., ‘The collection and analysis of preevacuation
times derived from evacuation trials and their application to evacuation modelling’, Fire
Technology 39 (2003), p 173-195.
[15] HIRSCHLER, Marcelo, M., ‘Critique of ISO TS 13571 - 2002 - Life-threatening components of fire —
Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data’, GBH international,
november 2005.
[16] HADJISOPHOCLEUS, George V., BENICHOU, Noureddine, ‘Performance criteria used in fire
safety design’, uit Automation in Construction 8 (1999), p 489-501.
[17] JOHNSON, P en TIMMS, G., ‘Performance-based design of shopping centre fire safety’,
Proceedings of the First International ASIAFLAM Conference 1995, InterScience Communications,
Hong Kong, 1995, p. 41–50.
[18] KULIGOWSKI, Erica D., NIST, ‘Review of 28 Egress models’, Egress Workshop Proceedings, 2005.
[19] KULIGOWSKI, Erica D. en MILKE, James A. ‘A performance-based design of a hotel building using
two egress models: a comparison of the results’, Department of fire protection engineering,
university of Maryland, Dec 2003.
[20] LUNDIN, Johan,’ Model uncertainty in fire safety engineering’, Department of fire safety
engineering, Lund University, Sweden, 1999.

76
Referentielijst
[21] MacLENNAN, H.A., REGAN ,M.A. en WARE, R., ‘An engineering model for the estimation of
occupant pre-movement and or response times and the probability of their occurrence’, Fire and
Materials 23 (1999), p 255-263.
[22] MILKE, James A. e.a., ‘Tenability Analysis in performance-based design’, uitgave van Fire
Protection Engineering, www.fpemag.com, fall 2005.
[23] OLSON, P.A., REGAN, M.A., ‘A comparison between actual and predicted evacuation times’, Safety
Science 38 (2001), p 139 – 145.
[24] PAULS, J. ‘Movement of people’, Handbook of Fire Protection Engineering, 2 nd edition, NFPA,
Quincy, Massachusetts, 1995.
[25] PEACOCK, Richard D., JONES, Walter W. ,FORNEY, Glen P. en RENEKE, Paul A., ‘CFAST –
Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport (Version 6), User’s Guide’. NIST special
publication 1041, december 2005.
[26] PEACOCK, Richard D., JONES, Walter W., FORNEY, Glen P. en RENEKE, Paul A.,‘CFAST –
Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport (Version 6), Technical Reference Guide’.
NIST special publication 1026, december 2005.
[27] PREDTECHENSKII, V.M. en MILINSKII, A.I., ‘Planning for foot traffic flow in buildings’, Amerind
publishing company inc. New Delhi, 1978.
[28] PROULX, G. and FAHY, R.F., ‘The time delay to start evacuation: Review of five case studies’ Fire
Safety Science - Proceedings of the Fifth International Symposium, Melbourne Australië, 1997, p
771- 782.
[29] PURSER, D.A. en BENSILIUM, M., ‘Quantification of behaviour for engineering design standards
and escape time calculations’, Safety Science 38 (2001), p 157 – 182.
[30] SANDBERG, Anders, ‘Unannounced evacuation of large retail-stores – An evaluation of human
behaviour and the computer model Simulex’, Lund University, department of fire safety engineering,
oktober 1997.
[31] SIME, onderzoek naar de brand in the Beverly Hills Supper Club in 1977, 1980.
[32] SIME en KOMURA, onderzoek naar de brand in het Summerland Leisure Complex op Man, 1988.
[33] SING, YEN KO, ‘Comparison of evacuation times using simulex and evacuatioNZ - based on trial
evacuations’, Fire engineering research report 03/9, University of Canterbury, New Zealand,
augustus 2003.
[34] SOMMERVILLE, Ian, ‘Software engineering’, Seventh ed., 2004.
[35] WIECZOREK, C.J. and DEMBSEY, N.A., ‘Engineering guide for predicting first and second degree
burn’, SFPE, 1997.
[36] WOOD, ‘The behaviour of people in fires’, 1972.
[37] ZHI, G.S., LO, S.M. en FANG, L.,‘A graph-based algorithm for extracting units and loops from
architectural floor plans for a building evacuation model’, Computer-Aided Design 35 (2003) 1-14.
[38] ‘BSI Standards, Draft British Standard Code of Practice for The Application of Fire Safety
Engineering Principles to Fire Safety in Buildings’, Panel FSMr-r5 and technical committee FSMr24
Fire Safety Engineering, London, UK, 1994.
[39] ‘Handbook of fire protection engineering’, Society of Fire Protection Engineers
[40] ‘Handleiding vultijdenmodel’, Damen Bouwcentrum, 10 februari 2004.
[41] ‘Life threat from fires – Guidance of the estimation of time available for escape using fire data.’,
Draft Technical Specification ISO/DTS 13571, 2001.
[42] SFPE Engineering Guide - Human Behavior in Fire

Referentielijst 77
Websites:
[43] http://193.229.253.197/bspro/product.htm
[44] http://angel.elte.hu/~panic/
[45] http://cic.vtt.fi/projects/ifcsvr/download.html#IFCsvr
[46] http://en.wikipedia.org/wiki/A-star_algorithm
[47] http://msdn1.microsoft.com/en-us/default.aspx
[48] http://msdn2.microsoft.com/en-us/default.aspx
[49] http://support.microsoft.com/
[50] http://www.aecbytes.com/feature/IFCmodel.htm
[51] http://www.alienryderflex.com/polygon/
[52] http://www.bauwesen.fh-muenchen.de/iai/ImplementationOverview.htm
[53] http://www.blis-project.org/~sable/about/description.html
[54] http://www.bre.co.uk/fire/page.jsp?id=269
[55] http://www.csidata.com/custserv/onlinehelp/VBSdocs/VBSTOC.htm
[56] http://www.dcfp.navy.mil/library/dctricks/DCTrick019.htm
[57] http://www.dds-bsp.co.uk//IFCViewer.html
[58] http://www.ds.arch.tue.nl/General/Staff/jan/Default.menu?menu=phd&frame=page
[59] http://www.developerfusion.co.uk/
[60] http://fire.nist.gov/fds/
[61] http://www.fireforum.be/page.aspx?PageID=638
[62] http://fireforum.senecac.on.ca/cgi-bin/wwwthreads//wwwthreads.pl?Cat=
[63] http://www.firemodelsurvey.com
[64] http://www.fpemag.com/archives/article.asp?issue_id=10&i=17
[65] http://www.fpemag.com/archives/article.asp?issue_id=10&i=83
[66] http://www.freevbcode.com/
[67] http://fseg.gre.ac.uk/fire/lectures/index.html
[68] http://www.geocities.com/SiliconValley/Campus/9449/mschart/
[69] http://www.hpac.com/member/archive/0008data.htm
[70] http://www.iai-international.org/Model/IFC(ifcXML)Specs.html
[71] http://www.iesve.com/content/default.asp?page=s1_2_1
[72] http://www.ispub.com/ostia/index.php?xmlFilePath=journals/ijrdm/vol1n1/smoke.xml
[73] http://www.ifcbrowser.com/
[74] http://www.legion.biz/about/research.html
[75] http://www.mvps.org/dmcritchie/excel/slowresp.htm
[76] http://www.red3d.com/cwr/steer/
[77] http://www.vb123.com/
[78] http://www.xtremevbtalk.com/

78
Bijlagen
Bijlagen
1. Plattegrond testomgeving............................................................................................................ 79
2. IFC structuur ................................................................................................................................ 80
3. IFC schema’s............................................................................................................................... 81
4. IFC inleesprocedure .................................................................................................................... 87
5. Classificatie evacuatiemodel volgens NIST ................................................................................ 90
6. Vergelijking rookmodellen ........................................................................................................... 93
7. UML klassendiagram ................................................................................................................... 94
8. Uitkomsten testscenario’s............................................................................................................ 95
9. Berekening volgens Vluchtmodel ................................................................................................ 104

Bijlage 1 - Plattegrond testomgeving 79
Bijlage 1. Plattegrond testomgeving

80
Bijlage 2 - IFC structuur
Bijlage 2. IFC structuur
Afbeelding afkomstig van [50].
De IFC structuur bestaat uit vier lagen, met elk een aantal categorieën of schema’s. Elke categorie bevat
een aantal entities die terug te vinden zijn als regels in het IFC bestand. De laagindeling is zo gemaakt dat
elke entity alleen kan verwijzen naar een entity van een lagere laag.
De resource layer bevat basiseigenschappen die objecten van hogere lagen beschrijven, zoals geometrie,
kosten, materiaal en hoeveelheid.
De core layer bevat abstracte entities, niet specifiek voor een bepaald vakgebied. Voorbeelden zijn een
space, site, en relaties.
De meeste onderdelen van een gebouw, zoals een deur, wand, kolom enz., behoren tot de shared building
elements categorie in de interoperability layer.
De domain layer tot slot bevat objecten die wel specifiek zijn voor één van de domains, bijvoorbeeld een
funderingspaal (structural elements) of een boiler (HVAC).
Bijlage 3 toont de schema’s van de entities die in het project van belang zijn.

Bijlage 3 - IFC schema’s 81
Bijlage 3. IFC schema's
De schema’s in deze bijlage zijn gebruikt om de IFC structuur als het ware opnieuw op te bouwen in het
bronbestand. Het doel is om de eigenschappen van een object vast te leggen, zoals positie en
dimensionering.
Als de entity ‘cartesian point’ is voorzien van een *, betekent het een in principe ongelimiteerd aantal punten
wat de polyline kan vormen.
Schema 1. Positie en dimensionering van ruimten

82
Bijlage 3 - IFC schema’s
Schema 2. Positie en dimensionering van wanden

Bijlage 3 - IFC schema’s 83
WINDOW
ProductDefinition
Shape
Local
placement
ShapeRepre
sentation
MappedItem
Representation
Map
ShapeRepres
entation
ExtrudedArea
Solid
RectanglePro
fileDef
Niet gebruikt, ramen worden gedimensioneerd m.b.v. OpeningElement
Direction
Axis2place
ment3D
Direction
CartesianPoint
Schema 4. Positie en dimensionering van ramen

84
Bijlage 3 - IFC schema’s
Niet gebruikt, deuren worden gedimensioneerd m.b.v. OpeningElement
Schema 3. Positie en dimensionering van deuren

Bijlage 3 - IFC schema’s 85
Schema 5. Positie en dimensionering van kolommen

86
Bijlage 3 - IFC schema’s
Niet gebruikt,
positie openingelement
volgt uit
wandopeningen.
Schema 6. Positie en dimensionering van openingen, relaties met de wanden en opvullingen

Bijlage 4 - IFC inleesprocedure 87
Bijlage 4. IFC inleesprocedure
De schema’s waar naar verwezen wordt zijn te vinden in Bijlage 3.
Nr. Subnaam in VB Omschrijving Stappen
1 Command31_Click
(inlezen IFC file)
Plaatst de complete
IFC file in Excel.
• Opent het geselecteerde bestand als inputfile
• Leest het bestand per regel en plaatst deze in
een kolom in Excel
• Sluit de IFC file
2 Zoek_verwijzingen2 Filtert uit elke regel
de verwijzingen
naar andere regels.
3 Sorteer_verwijzingen_
op_regelnummer
Sorteert het
bestand op
regelnummer.
4 Extract_entities Maakt lijsten
gesorteerd op
regelnr (A). en
entity (B).
5 Zoek_spaces Identificeert
IfcSpace regels.
6 Zoek_space_entities Zoekt bij elke space
bijbehorende
specificatieregels.
7 Zoek_walls Identificeert IfcWall
regels.
8 Zoek_wall_entities Zoekt bij elke wand
specificatieregels.
9 Zoek_doors Identificeert IfcDoor
regels.
10 Zoek_door_entities Zoekt bij elke deur
specificatieregels.
11 Zoek_windows Identificeert
IfcWindow regels.
12 Zoek_window_entities Zoekt bij elk raam
specificatieregels.
13 Zoek_columns Identificeert
IfcColumn regels.
14 Zoek_column_entities Zoekt bij elke kolom
specificatieregels.
15 Zoek_relationship_ Identificeert regels
openingelements IfcRelVoids-
Elements en
ifcRelFillsElements.
• Legt het aantal regels vast.
• Kopieert benodigde formules naar elke regel
• Zoekt achtereenvolgens de regelnummers en
maximaal 50 verwijzingen (# als markering
voor een verwijzing)
• Wist formules en overbodige cellen.
• Selecteert de complete sheet en sorteert op
regelnummer.
• Kopieert alle regels en de benodigde formules
• Filtert de entity (bijv. ‘DOOR’ of
‘EXTRUDEDAREASOLID’) eruit
• Sorteert één lijst op regelnummer en één op
entity.
• Selecteert de eerste ‘spaces’ uit lijst B
• Legt het regelnummer vast
• Herhaalt totdat alle spaces gevonden zijn.
• Legt het aantal spaces vast.
• Zoekt de verwijzingen van regel IFC space
• Zoekt elke verwijzing op in lijst A en vergelijkt
de entity met de gezochte regel volgens
schema 1
• Legt het regelnummer vast en zoek naar de
volgende entity
• Herhaalt totdat alle spaces zijn aangevuld met
hun onderliggende structuur.
• Als in 5.
• Als in 6, gebruik makend van schema 2.
• Als in 5.
• Als in 6, gebruik makend van schema 3.
• Als in 5.
• Als in 6, gebruik makend van schema 4.
• Als in 5.
• Als in 6, gebruik makend van schema 5.
• Als in 5.

88
Bijlage 4 - IFC inleesprocedure
16 Zoek_relationship_
entities
Zoekt bij elke relatie
de gekoppelde
wand,
OpeningElement en
deur of raam.
17 Dimensioneer_spaces Berekent
oppervlakte,
hoekpunten e.d.
van elke ruimte.
18 Dimensioneer_walls Berekent
coördinaten en
afmetingen van elk
wandelement.
19 Zoek_wandopeningen Koppelt alle
wandopeningen
aan een wand.
20 Zoek_openingelements Identificeert
IfcOpeningElement
regels.
21 Zoek_openingelement
_entities
22 Dimensioneer_opening
elements
23 Lijn_naar_polygoon_
openingelements
24 Dimensioneer_
columns
Zoekt bij elk
IfcOpeningElement
specificatieregels.
Berekent
afmetingen, hoogte
en coördinaten van
alle IfcOpening-
Elements, gevuld
door een raam of
deur.
Converteert de nog
lijnvormige
OpeningElements
naar een polygoon.
Berekent
coördinaten van
elke kolom.
• Als in 6, gebruik makend van schema 6.
• Kopieert de benodigde IFC regels waar lengte,
breedte en/of polyline en oriëntatie in staan
• Berekent in geval van een rectangleprofiledef.
representatie de hoekpunten van de ruimte
• Slaat achtereenvolgens alle hoekpunten op in
geval van een polyline representatie en
berekent hiermee oppervlakte en equivalente
breedte en lengte
• Legt referentiepunt vast
• Controleert als alle ruimten gedimensioneerd
zijn of er negatieve referentiepunten
voorkomen en past evt. een translatie toe.
• Kopieert de benodigde regels waarin
beginpunt, richting en polyline/rectangleprofile
representatie staan
• Legt start- en eindpunt en dikte vast in geval
van rectangleprofile definitie
• Legt alle hoekpunten vast en berekent daaruit
lengte en breedte in geval van een polyline
representatie.
• Selecteert eerste wandopening uit de sheet
van stap 16
• Zoekt bijbehorende wand en maakt een
koppeling op de sheet van stap 18
• Herhaalt totdat alle openingen ondergebracht
zijn.
• Als in 5.
• Als in 6, gebruik makend van schema 6.
• Selecteert eerste wandopening uit de sheet
van stap 16
• Zoekt bijbehorend OpeningElement
• Kopieert regels waar beginpunt, richting en
rectangleprofiledefinition in staan
• Filtert hieruit begin- en eindpunt, breedte,
hoogte en hoogte boven de vloer
• Herhaalt totdat alle (gevulde)
OpeningElements gedimensioneerd zijn.
• Kopieert de benodigde formules naar elke
regel uit het overzicht van stap 22
• M.b.v. van de lijnvormige definitie en een
standaard breedte van 50 mm wordt een
polygoon berekend.
• Kopieert de IFCregels waar richting,
referentiepunt en rectangleprofiledef / polyline
in staan
• Berekent de polygoon coördinaten t.o.v. het
middelpunt van de kolom in geval van een
rectangleprofiledef of neemt achtereenvolgens
alle coördinaten over van de polyline punten
• Herhaalt voor alle kolommen.

Bijlage 4 - IFC inleesprocedure 89
25 Splits_wanden Splitst de wanden
in kleinere delen op
basis van de
wandopeningen.
26 Lijn_naar_polygoon_
resterende_wanden
27 Vind_gekoppelde_
ruimten
28 Maak_overzicht_
nooduitgangen
Berekent de
coördinaten van
niet gesplitste
wanden.
Definieert de
doorstroomopeningen
door na
te gaan aan welke
ruimten elke wandopening
grenst.
Stelt een tabel op
van alle deuren,
waar de gebruiker
de nooduitgangen
in kan selecteren.
• Neemt begin- en eindpunt en dikte over van
elke wand uit de sheet van stap 18
• Neemt coördinaten over van de aan de wand
gekoppelde wandopeningen
• Sorteert deze op basis van de afstand tot het
beginpunt van de wand
• Splitst de wanden volgens: startpunt wand tot
startpunt opening1, eindpunt opening1 tot
startpunt opening2,…., eindpunt opening n tot
eindpunt wand
• Berekent de polygoon coördinaten van elk
gesplitst wanddeel m.b.v. de lijndefinitie en de
dikte van de wand.
• Selecteert de eerste wand zonder openingen.
• Neemt coördinaten over van begin- en
eindpunt en de dikte uit stap 18, voegt deze
toe aan de sheet uit stap 25.
• Herhaalt totdat de sheet alle wanden bevat.
• Kopieert de formules voor berekening van de
coördinaten naar elke regel.
• Kopieert de ID’s en coördinaten van alle
ruimten
• Kopieert de formules voor toetsing van
evenwijdigheid naar elke regel
• Controleert eerste wandopening op
overeenkomsten met de edges (bestaande uit
steeds twee coördinaten) van de ruimten.
Geen overeenkomst betekent een verbinding
met de buitenlucht of een niet benoemde
ruimte
• Legt de gekoppelde ruimten (ID’s) vast in de
sheet uit stap 22
• Herhaalt totdat alle wandopeningen gekoppeld
zijn.
• Kopieert de gegevens uit de sheet van stap 22
• Filtert overbodige informatie
• Wijzigt de gekoppelde ruimtenummers naar de
omschrijving uit IFC ter herkenning voor de
gebruiker
• Koppelt de Excel sheet aan de datagrid in de
User Interface.

90
Bijlage 5 - Classificatie evacuatiemodel volgens NIST
Bijlage 5. Classificatie evacuatiemodel volgens NIST
In [18] heeft het NIST 28 evacuatiemodellen met elkaar vergeleken. Dezelfde methode wordt hier
aangehouden om het nieuwe evacuatiemodel te karakteriseren. Onderstreept zijn de eigenschappen die op
ICARES van toepassing zijn. Voor het gemak zijn de termen in het Engels gelaten.
Purpose
• Any type of building (1)
• Specialize in residences (2)
• Public transport systems (3)
• Low-rise buildings only (4)
• 1 route/exit (5)
ICARES richt zich niet op een specifiek soort gebouw, maar er gelden wel een aantal beperkingen,
besproken in hoofdstuk 2.6, 3.8 en 4.5. De belangrijkste is dat slechts één verdieping getest kan worden.
Modeling method
• Behavioral models (B)
• Movement models (M)
• Partial behavior models (PB)
Het model richt zich vooral op de vluchtbewegingen van de gebruikers. Tot op een zeker niveau worden
gedragsaspecten (impliciet) meegenomen; pre-movement times en loopsnelheid variëren per individu en het
kiezen van een uitgang gaat gepaard met een afweging, afhankelijk van persoonlijke waarden. De effecten
van het gedrag worden als het ware gesimuleerd en niet het gedrag zelf.
Grid/Structure
• Fine network (F)
• Coarse network (C)
• Continuous network (CO)
Een fine network houdt een cellenstructuur in, gebruikt bij cellular automata systemen. Met een coarse
network wordt een netwerk van ruimten bedoeld, waarbij nodes (ruimten) worden verbonden door links
(loopafstanden tussen middelpunten van de ruimten), zoals in het vluchtmodel van PRC bouwcentrum [40].
Bij een continuous network kunnen de agents zich op een willekeurige positie bevinden binnen een gegeven
XY-stelsel.
Perspective of the occupant / model
How model views occupants:
• Globally (G)
• Individually (I)
Eén van de doelstellingen is om de beweging van elke persoon apart te simuleren en te volgen.
How occupants view building
• Globally (G)
• Individual (I)
Hebben de gebruikers een global view, dan zijn ze volledig bekend met de lay-out van de verdieping, m.a.w.
ze weten welke uitgang de kortste route oplevert. Bij een individual view is dit niet zo en haalt een gebruiker
de informatie uit richtingaanwijzingen, ervaring of van mede-gebruikers.
Behavior
• No behavior (N)
• Implicit behavior (I)
• Conditional (or rule) (C)
• Functional Analogy (FA)

Bijlage 5 - Classificatie evacuatiemodel volgens NIST 91
• Artificial Intelligence (AI)
• Probabilistic (P)
Bij ‘no behavior’ is sprake van een movement model. ‘Implicit behavior’ wordt onder ‘modeling method’
uitgelegd. De overige vormen van gedrag horen bij een behavioral model. ‘Probabilistic’ houdt een
combinatie in van regels (‘conditional’) en een bepaalde kans dat van die regels wordt afgeweken.
Movement
• Density correlation (D)
• User’s choice (UC)
• Inter person distance (ID)
• Potential (P)
• Emptiness of next grid cell (E)
• Conditional (C)
• Functional analogy (FA)
• Other model link (OML)
• Acquiring knowledge (Ac K)
• Unimpeded flow (Un F)
De manier waarop wijzigingen in de loopsnelheid bepaald worden; vaak wordt de eerste methode gebruikt,
een relatie met de bezettingsgraad rondom de betreffende persoon. Bij ‘acquiring knowledge’ gaat het alleen
om de ‘bottlenecks’ in het ontwerp te vinden, niet om de daadwerkelijke bewegingen. ‘Functional analogy’
slaat op een aantal vergelijkingen die de snelheid van een deeltje berekenen, bijvoorbeeld gebruikt bij CFD
of magnetisme. Het ontwikkelde evacuatiemodel gebruikt het stuurgedrag ‘unalligned collision avoidance’ en
‘obstacle avoidance’, waarbij richting en snelheid aangepast wordt om botsingen met andere agents of
obstakels te voorkomen.
Fire Data
• Importing fire data from another model (Y1)
• User inputs specific fire data at certain times throughout the evacuation (Y2)
• Simultaneous fire model (Y3)
• Drill mode, no fire data (N)
In eerste instantie vindt er geen directe terugkoppeling plaats van de gegevens uit het brandmodel naar het
evacuatiemodel. Uitkomsten van beide modellen worden achteraf vergeleken.
CAD import
• Possible (Y)
• Not possible (N)
CAD import vindt plaats via een IFC bestand. Na verwerking en aanvulling van de data wordt een xml
databestand gemaakt, wat geïmporteerd kan worden door het evacuatiemodel.
Visual
• 2-D (2-D)
• 3-D (3-D)
• no visualization (N)
Tijdens de simulatie van het evacuatiemodel wordt de situatie 2D weergegeven. Gebaseerd op de output
van het model kan tevens een 3D animatie gemaakt worden in 3D studio MAX.
Validation
• Validation against code requirements (C)
• Validation against fire drills or experiments (FD)
• Validation against literature on past evacuation experiments (PE)
• No validation (N)
Validatie van het model vindt plaats door middel van vergelijking met experimentele waarden en een
berekening volgens het vluchtmodel van PRC bouwcentrum.

92
Bijlage 5 - Classificatie evacuatiemodel volgens NIST
Includes special features:
• Counterflow (Y)
• Manual exit block/obstacles (Y)
• Fire conditions affect behavior (N)
• Defining groups (N)
• Disabilities/slow occupant groups (Y)
• Delays/pre-movement times (Y)
• Elevator use (N)
• Toxicity of the occupants (N)
• Impatience/drive variables (N)
• Route choice of the occupants (score)
Enkele modellen uit de oorspronkelijke review [18] die op veel punten overeenkomen zijn Pathfinder,
Simulex, Gridflow en Legion. Onderzocht is of deze modellen vrij te gebruiken zijn.
Simulex [71] is een alleen commercieel verkrijgbaar softwarepakket, waarmee op basis van een CAD
plattegrond simulaties gemaakt kunnen worden van een evacuatie. De op real-life data gebaseerde
algoritmen omvatten o.a snelheidfluctuaties en zogenaamde sidestepping bewegingen van de agents. Het
model voorziet de agents van een continue beweging, gebaseerd op een ‘distance map’. Dit is een soort
vectorveld wat de kortste route naar de dichtstbijzijnde uitgang aangeeft. De real-time simulatie/animatie
gebeurt met een kleine tijdstap van 0.1 sec. Door meerdere verdiepingen (2D plattegronden) te koppelen
met een trap kan als het ware een 3D model ingevoerd worden, zodat ook de capaciteit van het betreffende
trappenhuis getoetst kan worden. SIMULEX simuleert geen brand en de effecten daarop op de vluchtende
populatie. Het model wordt gebruikt als consultatiemiddel op het gebied van fire engineering en als
lesmateriaal op een aantal universiteiten.
Pathfinder [5] is een vergelijkbaar systeem, maar hoort bij de movement modellen. Het gebruik van .dwg of
.dxf tekeningen als situatie is mogelijk, maar de topologische informatie moet zelf worden ingevoerd.
Pathfinder wordt op consultancy basis gebruikt en is dus niet publiek beschikbaar. Het zou tevens niet
geschikt zijn om te gebruiken, omdat gestreefd wordt naar een continu, partial-behavior model model.
Gridflow is een partial-behavior model en drukt de pre-movement tijd als een enkele periode uit, verschillend
per individu. De keuze van de uitgang wordt willekeurig bepaald, door de kortste route of door een
individuele voorkeur. Hoewel de review van het NIST aangeeft dat dit model beschikbaar is voor publiek is
hier op de website van de makers, BRE Fire and Security [54], niets over te vinden.
Legion [74] komt voort uit het onderzoeksgebied crowd dynamics en is vooral bedoeld voor grote publieke
ruimten. Het is een zeer uitgebreid (behavioral) model, maar alleen commercieel verkrijgbaar.

Bijlage 6 - Vergelijking rookmodellen 93
Bijlage 6. Vergelijking rookmodellen

94
Bijlage 7 - UML klassendiagram
Bijlage 7. UML klassendiagram
Opmerkingen:
1. Enkele klassen en attributen zijn van toepassing op alleen het evacuatiemodel of alleen het rookmodel.
2. Alleen de belangrijkste van de uit CFAST volgende attributen voor ruimte, brand en wandopening zijn
weergegeven.
3. Het attribuut ‘type’ van een brandobject betreft de keuze tussen constrained en heat source.
4. De stroming in een ruimte betreft de keuze tussen normal, corridor of shaft.

Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s 95
Bijlage 8. Uitkomsten testscenario's
Nr. 1: basisscenario
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained 2
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 88.2 %
aantal overschrijdingen
Opmerkingen:
6488: 11.8 %
•
•
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70 1
0.001
0
0.001
0
0.047 m -1
0
1 : De aspecten betreffen achtereenvolgens: zichtbaarheid algemeen,
gewenning, toegankelijkheid, afstand, zichtbaarheid vanuit
startpositie en volgen van anderen.
2 : Het type brand staat voor de volledigheid vermeld, maar wordt niet
gevarieerd. Constrained kan zowel een zuurstof- of
brandstofbeheerste brand inhouden.
• Uitgang 6400 betreft de uitgang in verkeersruimte 7, 6488 bevindt
zich in verkeersruimte 8 (Bijlage 1)
Nr. 2
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: Allen 2.5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Max. waarde OD ;
uitgangen:
aantal overschrijdingen
Opmerkingen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 88.2 %
6488: 11.8 %
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.003
0
0.015
0
0.147 m -1
0

96
Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s
Nr. 3A
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren:
Allen gesloten Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
(zelfsluitend)
Nooduitgangen: 1 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid
over verdieping
P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
6488: gem. 76 (0.8)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
40, 80, 50, 60, 30, 70
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 88.2 %
aantal overschrijdingen
0
0
0
0
0 m -1
0
6488: 11.8 %
Opmerkingen: • Het effect van zelfsluitende deuren op het verloop van de evacuatie
is genegeerd.
• Omstandigheden brandruimte (cursief overschrijdt grenswaarde):
max. HCL = 0 ppm
min. O 2 = 12.8%
max. CO 2 = 3.4 %
max. stralingsflux = 12.3 kW/m 2
max. temp. rooklaag = 457 °C
min. rookvrije hoogte = 0 m
max. OD = 2.52 m-1
Nr. 3B
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren:
Allen gesloten Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
(zelfsluitend) m.u.v.
deur tussen ruimte 1
en 12.
Nooduitgangen: 1 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid
over verdieping
P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
6488: gem. 76 (0.8)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
40, 80, 50, 60, 30, 70
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
0.003
0
0.018
0

Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s 97
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 88.2 %
6488: 11.8 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.156 m -1
0
Opmerkingen: • Het effect van zelfsluitende deuren op het verloop van de evacuatie
is genegeerd.
• Omstandigheden brandruimte (cursief overschrijdt grenswaarde):
max. HCL = 0 ppm
min. O 2 = 19.5%
max. CO 2 = 0.5 %
max. stralingsflux = 0.5 kW/m 2
max. temp. rooklaag = 126 °C
min. rookvrije hoogte = 1.3 m
max. OD = 0.29 m -1
Nr. 4
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 1 (ruimte 7) Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 170 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 02 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
Gem. evacuatietijd: 4 min. 01 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
0.001
0
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 100 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.047
0
Opmerkingen: • P-waarden zijn automatisch gewijzigd, aangezien er maar één
uitgang beschikbaar is.
Nr. 5A
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0

98
Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 88.2 %
aantal overschrijdingen
6488: 11.8 %
0.001
0
0.053
0
Opmerkingen: • Brand aangenomen in het midden van de centrale ruimte
Nr. 5B
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 11 , berging.
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Max. waarde OD ;
uitgangen:
aantal overschrijdingen
Opmerkingen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 88.2 %
6488: 11.8 %
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
0.001
0
0.044
0
Nr. 5C
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: 3-panel workstation
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
0.003
0
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 88.2 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.169
0
6488: 11.8 %
Opmerkingen: • Brand aangenomen in het midden van de centrale ruimte

Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s 99
Nr. 5D
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: 3-panel workstation +
upholstered chair (incl. HCL)
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 88.2 %
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.006
0
0.018
0
0.098
0
6488: 11.8 %
Opmerkingen: • Allebei de brandobjecten zijn aangenomen in het midden van de
ruimte en ontbranden tegelijkertijd (t=0)
• Voor de beklede stoel is een HCL yield aangenomen van 0.002 kg/kg
(volgens [11]), overige waarden zijn uit de fire object database van
CFAST aangehouden.
• FED = 0.005, FEC = 0.001
• Opvallend is de lagere waarde voor OD, vergeleken met scenario 5C
dat de stoel als fire object niet bevat en voor de rest hetzelfde is. De
oorzaak hiervan is niet bekend.
Nr. 5E
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: 3-panel workstation +
upholstered chair (incl. HCL
en HCN)
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 4 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 3 min. 58 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.024
0
0.018
0

100
Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 88.2 %
6488: 11.8 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.098
0
Opmerkingen: • Allebei de brandobjecten zijn aangenomen in het midden van de
ruimte en ontbranden tegelijkertijd (t=0)
• Voor de beklede stoel is een HCN yield aangenomen van 0.005
kg/kg (volgens [11]), HCL als in scenario 5D.
• FED;max = 0.023, FEC;max = 0.001
Nr. 6A
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 100 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 22 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 4 min. 02 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 84 %
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
0.001
0
0.048
0
6488: 16 %
Opmerkingen: • Pre-movement time, loopsnelheid en P waarden zijn gekopieerd van
de agents uit scenario 1. De gemiddelde waarden hiervan zijn dus
niet veranderd.
Nr. 6B
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 100 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Geconcentreerd in P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
enkele ruimten
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 19 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 4 min. 09 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
0.001
0

Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s 101
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6400: 93 %
6488: 7 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.048
0
Opmerkingen: • Personen geconcentreerd in ruimte 10. vergaderzaal en 2. kantoor.
• Pre-movement time, loopsnelheid en P waarden zijn gekopieerd van
de agents uit scenario 1. De gemiddelde waarden hiervan zijn dus
niet veranderd.
Nr. 7
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 95 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. ca. 120 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 50 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 4 min. 49 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 82.4 %
aantal overschrijdingen
6488: gem. 76 (0.8)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0
0.001
0
0 .05
0
6488: 17.7 %
Opmerkingen: • De pre-movement tijden zijn net als in scenario 1 normaal verdeeld,
maar wel gevarieerd over de populatie.
• De verdeling over de uitgangen is opvallend anders, terwijl alleen de
pre-movement tijden zijn veranderd en niet de P waarden. Het
verschil is dus volledig te wijten aan het aspect ‘volgen van anderen’.
Personen die kiezen voor uitgang 6488 starten toevallig eerder en dit
heeft een effect op omstanders.
Nr. 8
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. ca. 60 (0.54)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 55 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
6488: gem. ca. 110 (1.0)
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.001
0

102
Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s
Gem. evacuatietijd: 4 min. 06 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 0 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 17.7 %
aantal overschrijdingen
6488: 82.4 %
Opmerkingen:
0.001
0
0.048
0
Nr. 9
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: 2.5 en 5 meter Plaats: Ruimte 12, installatieruimte
Deuren: Allen open Samenstelling: Mainfire, 100 kg methaangas
Nooduitgangen: 2 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 34 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
20 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6400: gem. 135 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 68.5 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 5 min. 01 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 4 min. 02 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
Verdeling over
Niet gevlucht: 2.9 % Max. waarde OD ;
uitgangen:
6400: 91.2 %
aantal overschrijdingen
6488: gem. 115 (0.85)
70, 90, 90, 30, 30, 30
0.001
0
0.001
0
0.047
0
6488: 5.9 %
Opmerkingen: • P-waarden zijn alleen gewijzigd door de gewichten. Het gewicht in de
berekening ligt nu dus vooral op de vooraf ingegeven aspecten 1 t/m
3.
• Agent 22 blijft op zijn route ‘vastzitten’ bij een deuropening (heeft te
maken met obstacle avoidance gedrag) en wordt daardoor als ‘niet
gevlucht’ aangemerkt.
Nr. 10A
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: Allen 2.5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: 3-panel workstation
Nooduitgangen: 1 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 100 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
60 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6488: gem. 170 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 120 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 6 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
Gem. evacuatietijd: 5 min. 46 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.005
0
0.161
0

Bijlage 8 - Uitkomsten testscenario’s 103
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6488: 100 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.742
42
Opmerkingen: • Brand aangenomen in het midden van de centrale verkeersruimte
• Omstandigheden brandruimte (cursief overschrijdt grenswaarde)
Max. HCL = 0 ppm
min. O 2 = 18.2%
max. CO 2 = 1.9%
max. stralingsflux = 2.2 kW/m 2
max. temp. rooklaag = 213 °C
min. rookvrije hoogte = 1.6 m
max. OD (rooklaag) = 0.92 m -1
Nr. 10B
Geometrie
Brandspecificaties
Hoogte van de ruimten: Allen 2.5 meter Plaats: Ruimte 1, centrale verkeersr.
Deuren: Allen open Samenstelling: 3-panel workstation + 4x
upholstered chair(incl. HCL
en HCN)
Nooduitgangen: 1 Type: Constrained
Populatie
Aantal agents: 100 Detectie- en
alarmeringstijd:
120 sec.
60 sec.
Verdeling agents: Regelmatig verspreid P waarden: 6488: gem. 170 (1.0)
Pre-movement time en
loopsnelheid:
over verdieping
Pre-movement time
gem. 120 s.
Loopsnelheid gem.
1.23 m/s
Gewicht [0-100]
aspecten t.b.v.
keuze uitgang
Resultaten
Totale evacuatietijd: 6 min. 59 sec. Max. waarde FED + FEC ;
aantal overschrijdingen
40, 80, 50, 60, 30, 70
0.044
0
Gem. evacuatietijd: 5 min. 46 sec. Max. waarde FED warmte ;
aantal overschrijdingen
5.433
48
Verdeling over
uitgangen:
Niet gevlucht: 0 %
6488: 100 %
Max. waarde OD ;
aantal overschrijdingen
0.202
0
Opmerkingen: • Brand aangenomen in het midden van de centrale verkeersruimte
• HCL en HCN yield als in scenario 5D en 5E
• Aangenomen wordt dat het bureau en één stoel direct ontbranden,
de overige stoelen elk 20 seconden daarna. Dit kan bijvoorbeeld
voorkomen bij vier gestapelde stoelen.
• Opvallend zijn de zeer hoge waarden voor FED hitte . Hierbij moet
opgemerkt worden dat de spreiding zeer groot is, 82 personen
hebben een waarde lager dan 1.0.
• Omstandigheden brandruimte (cursief overschrijdt grenswaarde)
Max. HCL = 11 ppm
min. O 2 = 16.9%
max. CO 2 = 2.1%
max. stralingsflux = 5.4 kW/m 2
max. temp. rooklaag = 296 °C
min. rookvrije hoogte = 0.6 m
max. OD (rooklaag) = 0.47 m -1
• FED en FEC blijven laag. De HCN en HCL concentraties in de rook
bij de veronderstelde objecten zijn blijkbaar nog te laag om tot
schadelijke doses te komen binnen de evacuatieperiode.

104
Bijlage 9 - Berekening volgens vluchtmodel
Bijlage 9. Berekening volgens Vluchtmodel
De testomgeving uit Bijlage 1 is omgezet naar onderstaand schema. Pijlen geven de deuropeningen aan en
de verwachte vluchtrichting. Het atrium is aangenomen als brandruimte, dus hier vindt alleen uitstroom van
personen plaats.
In de hierna volgende tabellen is de berekening van de evacuatietijd voor elke ruimte weergegeven. De premovement
periode (120 sec) moet hier nog bij opgeteld worden; t = 0 is hier dus het moment dat de gehele
evacuatie op gang is.
Stap 1 betreft alle ruimten waar alleen uitstroom plaatsvindt. De aanwezige personen (volgens Figuur 26,
pag. 44) worden over de uitgangen verdeeld evenredig met de doorgangsbreedte. Het niet direct de juiste
kant op vluchten in de aanvankelijke verblijfsruimte wordt meegerekend door de som van de afstand tot
beide uitgangen te rekenen. In geval van slechts één uitgang telt de dubbele afstand. Na het verlaten van de
verblijfsruimte wordt direct de kortste route richting de uitgang genomen.
Het gemaakte aantal meters wordt uitgedrukt in een tijd (loopsnelheid 1.6 m/s), vastgelegd voor de
beschouwde ruimte en de totale evacuatiebeweging van de agent. De evacuatietijd van de ruimte kan ook
afhankelijk zijn van de deurbreedte. Bij een hoge bezetting is dan ook niet de individuele loopafstand

Bijlage 9 - Berekening volgens Vluchtmodel 105
maatgevend, maar de doorstroomcapaciteit van de deur. Dit is alleen in ruimte 14 het geval. Er wordt
gerekend met een doorstroomsnelheid van 2.4 personen per meter deurbreedte per seconde.
Stap 1
Ruimte
Verdeling
over
uitgangen
1 ⇒ 2
1 ⇒ 1
10 3 ⇒ 5
Agent ID
Vanuit
ruimte
Loopafstand
binnen
ruimte [m]
Tijdsperiode
binnen
ruimte [s]
Ontvluchting
totaal t/m
ruimte [s]
6 1 ⇒ 1 11 6 9.1 5.7 5.7 5.7
9 2 ⇒ 5 14 9 8.3 5.2 5.2 6.0
15 9 9.1 5.7 5.7
12 9 9.7 6.0 6.0
13 9 9.4 5.9 5.9
2 ⇒ 1
17
44
45
16
43
10
10
10
10
10
13
13
15.4
7.8
11.8
12.5
4.7
5.0
5.7
9.6
4.9
7.3
7.8
2.9
3.1
3.6
9.6
4.9
7.3
7.8
2.9
3.1
3.6
13 2 ⇒ 1 33
34
3.6
14 8 ⇒ 1 28 14 Deurbreedte 3.7 3.7 3.7
maatgevend
15 1 ⇒ 3 48 15 3.6 2.2 2.2 2.2
16 1 ⇒ 4 49 16 5.5 3.4 3.4 3.4
17 1 ⇒ 3 18 17 6.8 4.2 4.2 4.2
18 1 ⇒ 4 19 18 6.5 4.1 4.1 4.1
19 1 ⇒ 3 20 19 6.3 3.9 3.9 3.9
20 2 ⇒ 4 21 20 5.0 3.1 3.1 3.1
22 20 5.0 3.1 3.1
21 1 ⇒ 2 46 21 5.5 3.4 3.4 3.4
22 1 ⇒ 26 23 22 4.7 2.9 2.9 2.9
23 1 ⇒ 26 47 23 5.0 3.1 3.1 3.1
Evacuatietijd
ruimte vanaf
t=0 [s]
9.6
Stap 2 bevat de ruimten waar instroom van personen plaatsvindt vanuit de ruimten van stap 1. Agents
waarvan het zeker is dat ze niet maatgevend zijn voor de ruimte zijn aangeduid met ‘[…]’.
Stap 2
2 8 ⇒ 1 4
[…]
46
12
3 4 ⇒ 24 6
20
18
48
5 9 ⇒ 1 9
[…]
15
17
26 2 ⇒1 47
[…]
2
[…]
21
9
3
19
17
15
5
[…]
9
10
23
[…]
8.6
[…]
7.1
11.2
8.4
8.6
7.1
3.7
8.4
[…]
8.4
4.7
7.8
[…]
5.4
[…]
4.4
7.0
5.2
5.4
4.4
2.3
5.2
[…]
5.2
2.9
12.5
[…]
5.4
[…]
7.8
13.0
5.2
9.3
8.6
4.5
5.2
[…]
10.9
12.5
15.6
[…]
13.0
9.3
12.5
15.6
[…]
Voor het gemak is in de volgende stappen het aantal agents weggelaten, aangezien het in de testcase
duidelijk is dat de doorstroomcapaciteit van de deuren niet maatgevend is, evenals de maximale
bezettingsgraad (wat zou kunnen leiden tot achterwaartse opstuwing).

106
Bijlage 9 - Berekening volgens vluchtmodel
Stap 3
Ruimte
1 ⇒ 8
Verdeling
over
uitgangen
⇒ 7
⇒ 4
Agent ID
2
34
12
47
11
13
16
17
28
[…]
24 ⇒ 8 32
[…]
20
Vanuit
ruimte
1
13
2
26
6
9
10
5
14
[…]
24
[…]
3
Loopafstand
binnen
ruimte [m]
14.4
22.2
18.3
2.4
20.9
27.9
9.1
13.1
0.8
[…]
25.1
[…]
7.8
Tijdsperiode
binnen
ruimte [s]
9.0
13.9
11.4
1.5
13.1
17.4
5.7
8.2
0.5
[…]
15.7
[…]
4.9
Ontvluchting
totaal t/m
ruimte [s]
9.0
17.5
24.4
17.1
18.8
23.4
13.5
20.7
4.2
[…]
15.7
[…]
14.2
Evacuatietijd
ruimte vanaf
t=0 [s]
24.4
15.7
Stap 4
4 ⇒ 7 8
21/22
19
49
28
[…]
8 ⇒ Exit 32
12
[…]
4
20
18
16
1
[…]
24
1
[…]
21.9
13.1
12.3
10.4
13.1
[…]
10.4
6.5
[…]
13.7
8.2
7.6
6.5
8.2
[…]
6.5
4.1
[…]
13.7
11.3
11.7
9.9
12.4
[…]
22.2
28.5
[…]
13.7
28.5
Stap 5
7 ⇒ Exit 8
13
[…]
4
1
[…]
6.5
7.1
[…]
4.1
4.4
[…]
17.8
27.8
[…]
27.8
De ontvluchting van de twee laatste schakels van het topologische schema, verkeersruimte 7 en 8 bedraagt
voor beiden ca. 28 seconden, wat de totale evacuatietijd 148 seconden maakt. De looptijden van agent 12
en 13, allebei gestart in ruimte 9, zijn in dit scenario maatgevend.