VDI 6019 Blatt 1-2006 Engineering procedure for the dimensioning of the smoke derivative from buildings - Fire curves verification of the effectiveness.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREIngenieurverfahren zur Bemessung der Rauchableitung aus GebudenBrandverlufe, berprfung der Wirksamkeit Engineering methods for the dimensioning of systems for the removal of smoke from buildings Fire curves, verification of effectiveness VDI 6019Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsc

2、h/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Technische Gebudeausrstung VDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 2: Raumlufttechnik VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure,Dsseldo

3、rf2006Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedICS 13.220.99 Mai 2006May 2006Frhere Ausgabe: 09.04 Entwurf,deutsch Former edition: 09/04 Draft, in German only Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German v

4、ersion of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbemerkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Geltungsbereich und Zweck . . . . . . . . . 31.1 Schutzziele und Bewertung der Gefhrdungspotenziale . . . . .

5、 . . . . . 41.2 Konzepte zur Rauchableitung . . . . . . . 51.3 Grundlagen zur Bemessung . . . . . . . . 52 Begriffe und Definitionen . . . . . . . . . . . 73 Brandverlaufskurven . . . . . . . . . . . . . 83.1 Beschreibung des Verfahrens . . . . . . . 83.1.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . 83.1.

6、2 Anwendungsgrenzen . . . . . . . . 93.2 Brandverlufe und Brandphasen . . . . . 93.2.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . 93.2.2 Brandverlufe von niedrig-energetischen Brnden . . . . . . . 103.2.3 Brandverlufe von hoch-energetischen Brnden . . . . . . . 113.3 Berechnung der Wrmefreisetzungsrate un

7、d Brandflche . . . . . . . . . . . . . . 113.4 Brandphasen . . . . . . . . . . . . . . . . 133.4.1 Brandentstehungsphase (Phase 1) . . 133.4.2 Fortentwickelte Brandphase (Phase 2) 133.4.3 Konstante Brandphase (Phase 3) . . 143.4.4 Kontrollierte Brandphase (Phase 4). . 143.4.5 Brandbekmpfung durch Fe

8、uerwehr (Phase 5). . . . . . . . . . . . . . . 15Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Scope and objective . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Protection goals and hazard assessment . . 41.2 Smoke control concepts . . . . . . . . . . 51.3 Fundamentals of dimensioning . .

9、. . . . 52 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 73 Fire curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.1 Description of the method . . . . . . . . . 83.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . 83.1.2 Application limits . . . . . . . . . . 93.2 Fire development and fire stages. . . . . .

10、 93.2.1 General . . . . . . . . . . . . . . . 93.2.2 Fire curves for low-energy fires . . 103.2.3 Fire curves for high-energy fires . . 113.3 Calculation of the heat release rate and the area on fire . . . . . . . . . . . . . . 113.4 Fire stages . . . . . . . . . . . . . . . . 133.4.1 Initial stage

11、(stage 1) . . . . . . . 133.4.2 Developing fire (stage 2) . . . . . 133.4.3 Stage of continuous fire (stage 3) . 143.4.4 Fire under control (stage 4) . . . . 143.4.5 Firefighting by the fire brigade (stage 5) . . . . . . . . . . . . . . 15B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand

12、2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 2 VDI 6019 Blatt 1 / Part 13.5 Bestimmung des Auslsezeitpunktes von selbstttigen Wasserlschanlagen. . . . . 153.5.1 Auslsezeitpunkt von Sprinkler-anlagen . . . . . . . . . . . . . . . 153.5.2 Bestimmung des Auslsezeitpunktes von

13、Lschanlagen mit Wrmemaxi-malmeldern . . . . . . . . . . . . . 253.5.3 Auslsezeitpunkt von sonstigen selbstttigen Wasserlschanlagen . 273.6 Beschreibung der einzelnen Brandphasen 273.7 Bestimmung der konvektiven Wrmefrei-setzungsrate . . . . . . . . . . . . . . . . 273.8 Brandverlaufskurven aus Brand

14、versuchen und Brandsimulationsberechnungen . . . 273.8.1 Wrmefreisetzungsrate aus Brand-versuch Sofa . . . . . . . . . . . 283.8.2 Brandverlaufskurven aus CFD Brand-simulationsberechnungen Sitzgruppe im freien Raum . . . . . . . . . . . 293.8.3 Wrmefreisetzungsrate aus Brand-versuch Drucker . . . .

15、. . . . . 293.8.4 Wrmefreisetzungsrate aus Brand-versuchen Pkw-Brnde . . . . . . 294 berprfung der Wirksamkeit von Gesamt-systemen zur Rauchableitung . . . . . . . . 324.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 324.2 Verwendung von erwrmter Luft als Brand-simulationsquelle . . . . . . . . . . .

16、 . . 344.2.1 Empfehlungen zur Wahl der Parameter fr die Versuchsdurchfhrung, insbe-sondere zur Simulation der Brandent-stehungsphase . . . . . . . . . . . 354.2.2 Quantitative berprfungen . . . . 364.3 Verwendung von Brandwannen als Brand-simulationsquellen . . . . . . . . . . . . 414.3.1 Anwendungs

17、bereich, Aufbau und Eigenschaften. . . . . . . . . . . . 414.3.2 Festlegung der Quellenanordnung. . 424.3.3 Sicherheitsvorkehrungen . . . . . . 425 Beispiele. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.1 Bestimmung der Brandverlaufskurven fr ein gesprinklertes Ladenlokal. . . . . . . 435.2 Quantitati

18、ve Bewertung der Rauchgas-ausbreitung . . . . . . . . . . . . . . . . 46Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Anhang Umrechnungsgleichungen . . . . . . . 50A1 Gleichungen zur Bestimmung der Tempe-ratur- und Geschwindigkeitsentwicklung unter der Decke . . . . . . . . . . . . . . 50A2

19、Gleichung zur Bestimmung der Temperatur im Auslseelement des Sprinklers . . . . 523.5 Determination of the activation time of auto-matic fire-extinguishing water systems . . 153.5.1 Activation time of sprinkler systems . . . . . . . . . . . . . . . 153.5.2 Determination of the activation time of fir

20、e-extinguishing systems using maximum temperature detectors . . 253.5.3 Activation times of other automatic fire-extinguishing water systems . . 273.6 Characterisation of the individual fire stages . 273.7 Determination of the convective heat release rate . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.8 Fire

21、 curves obtained from fire tests and fire simulation calculations . . . . . . . . 273.8.1 Heat release rate from fire test Loveseat. . . . . . . . . . . . . . . 283.8.2 Fire curves obtained from CFD cal-culations of fire simulations Living-room suite in an infinite room . . . 293.8.3 Heat release ra

22、te from fire test Printer . . . . . . . . . . . . . . . . 293.8.4 Heat release rates from fire tests Passenger cars. . . . . . . . . . . . 294 Verification of the effectiveness of entire systems for smoke control . . . . . . . . . . 324.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.2 Use of hea

23、ted air as a fire simulation source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2.1 Recommendations concerning the choice of parameters for test perform-ance, particularly for simulating the initial stage . . . . . . . . . . . . . 354.2.2 Quantitative verification . . . . . . 364.3 Use of burning tray

24、s as fire simulation sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.3.1 Range of application, set-up and characteristics . . . . . . . . . . . . 414.3.2 Specification of source arrangement . 424.3.3 Safety precautions. . . . . . . . . . 425 Examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.1 De

25、termination of the fire curves for a sprinkler-equipped shop . . . . . . . . . . 435.2 Quantitative assessment of smoke-gas spread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Bibliography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Annex Conversion equations . . . . . . . . . . 51A1 Equations for determini

26、ng the developments of temperature and velocity below the ceiling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51A2 Equation for determining the temperature in the responsive element of the sprinkler . . 52B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein De

27、utscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 VDI 6019 Blatt 1 / Part 1 3 VorbemerkungBei der Erstellung brandschutztechnischer Nach-weise fr komplexe Bauvorhaben werden zuneh-mend die Mglichkeiten rechnerischer Ingenieurver-fahren genutzt. Hierbei wird zur Bemessung u.a. aufBrandsverlaufskurven Bezug genommen

28、. Die vorlie-gende Richtlinie beschreibt deren Systematik zurModellierung und die Grundlagen der mathemati-schen Formulierungen. Die zeitliche Entwicklungder Wrmefreisetzungsrate eines Brandes kann damitebenso beschrieben werden wie deren zugeordneteRauchfreisetzungsrate. In Abhngigkeit von brand-la

29、stspezifischen Risiken knnen diese Werte mit undohne Wirkung von geeigneten Wasserlschanlagenquantifiziert werden. Die Ergebnisse verschiedenerrechnerischer Ingenieurverfahren bei brandschutz-technischen Nachweisen werden damit untereinandervergleichbar.Allen ehrenamtlichen Mitarbeitern an dieser Ri

30、chtli-nie sei auf diesem Wege gedankt. Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks,der Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Spei-cherung in Datenverarbeitungsanlagen und der ber-setzung, auszugsweise oder vollstndig. Die Nutzungdieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeitsunterlageist unter Wah

31、rung des Urheberrechtes z.B. durch Ko-pieren auf speziellem Kopierpapier des VDI mglich.Ausknfte dazu, auch z.B. zur Nutzung im Wege derDatenverarbeitung, erteilt die Abteilung VDI-Richtli-nien im VDI.1 Geltungsbereich und ZweckDiese Richtlinie gilt fr besonders zu bemessendeAnlagen zur Rauchableitu

32、ng unter Bercksichtigungcharakteristischer Brandverlaufskurven. Sie zeigtAnwendungsmglichkeiten, Grenzen und Anforde-rungen an die Ingenieurmethoden zur Dimensionie-rung auf (VDI 6019 Blatt 2) und gibt Hinweise zurberprfung der Wirksamkeit. Nicht behandelt sind Anlagen zur Sicherheitsdruck-belftung

33、und Splung sowie hnliche Systeme, dieder Rauchfreihaltung von notwendigen Fluren undTreppenrumen dienen knnen.Die Anwendung dieser Richtlinie ist nicht beschrnktauf Gebude; sie ist u.a. auch anwendbar fr unterir-dische Verkehrsanlagen (z.B. Tunnel) und Fahrzeuge(z.B. Schiffe). Das in Abschnitt 3 auf

34、gefhrte Be-messungsverfahren zur Bestimmung von Brandver-laufskurven kann auch fr andere brandschutztechni-sche Nachweise (z.B. thermische Analysen vonBauteilen) herangezogen werden.Preliminary noteWhen verifying the compliance of complex buildingprojects with fire-protection regulations, engineer-i

35、ng-grade calculation methods are increasingly used.These methods use fire curves and other assumptionsfor dimensioning purposes. The present guideline de-scribes the systematic approach underlying thesecurves as well as the fundamentals of their mathemat-ical formulation. The mathematics used allow

36、to de-scribe the development over time of the heat releasedfrom a fire as well as the associated smoke releaserate. Depending on the risks specific to the fire load,these values can be described quantitatively, takinginto account or ignoring the effect of sprinkler activa-tion. Engineering-grade cal

37、culation methods for thepurpose of verifying compliance with fire-protectionregulations thus become comparable. We wish to take this opportunity to thank all the hon-orary contributors to this guideline.All rights are reserved, including those relating to re-production and onward transmission (Photo

38、 and mi-cro copying), storage on data processing equipmentand translation in part or in full. The use of this VDIguideline as a specific work document is permitted,provided that the conditions of the copyright are ad-hered to, e.g. copying on special VDI reprographicpaper. Information on these aspec

39、ts, including for ex-ample usage in data processing, is available from theVDI guidelines department of the VDI.1 Scope and objectiveThis guideline applies to smoke control systems inbuildings of special type and use (special-purposebuildings), taking into account characteristic firecurves. It points

40、 out the potential applications andlimitations of, as well as requirements to be met by,engineering-grade calculation methods for dimen-sioning (VDI 6019 Part 2, to be published) and pro-vides guidance in verifying effectiveness. This guideline does not deal with safety pressurisa-tion and flushing

41、installations or similar systemswhich may also serve to secure escape routes (neces-sary corridors and staircases) against smoke.In addition to buildings, this guideline can also be ap-plied to, e.g., subterranean traffic systems (such astunnels) and vehicles (such as vessels). The dimen-sioning met

42、hod for the determination of fire curves,as given in Section 3, can also be used for other veri-fications of compliance with fire-protection regula-tions (e.g. for thermal analyses of building elements). B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein D

43、eutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 4 VDI 6019 Blatt 1 / Part 1Werden u.a. von der DIN 18232 abweichende Brand-verlufe betrachtet, liegen komplexe Gebudegeome-trien (z.B. mit in einen Atriumsbereich hineinragen-den offenen Galeriebereichen) vor oder sindbesondere Strgren zu bercksichtigen, sind zurD

44、imensionierung der Anlagen zur Rauchableitungdie in VDI 6019 Blatt 2 aufgezeigten Ingenieurme-thoden anzuwenden.1.1 Schutzziele und Bewertung der GefhrdungspotenzialeDer Rauch- und Wrmeabzug in Gebuden stellt einenwichtigen Bestandteil des Brandschutzes in Gebu-den besonderer Art oder Nutzung dar (S

45、onderbauten). Einrichtungen zur Rauchableitung dienen dem Ein-halten wesentlicher Schutzziele:Voraussetzungen schaffen, die eine Eigenrettungvon Personen ermglichenUntersttzung der Manahmen der Feuerwehr(u.a. Fremdrettung von Personen, Behinderungder Brandausbreitung, Brandbekmpfung)Schadensbegrenzu

46、ng an Sachgtern, Einrichtun-gen und Gebudeteilen.Ergnzend zu diesen Schutzzielen dient der Rauch-und Wrmeabzug auch dem Schutz des Gebudesund seiner Betriebssicherheit.Die Bewertung der Brandgefahren und der Rauch-ausbreitung hngt entscheidend vom Brandverlaufab. Daher sind zur Beurteilung im Wesent

47、lichen diePhase des Entstehungsbrandes, die Phase des fort-entwickelten Brandes und die daran anschlieendeBrandphase von groer Bedeutung.In der Phase des Entstehungsbrandes besteht in derRegel nur eine geringe Beeintrchtigung des Tragver-haltens der Konstruktion; allerdings knnen hier be-reits erheb

48、liche Gefhrdungen von Personen durchdas Freisetzen von Rauchgasen auftreten. Dies insbe-sondere deshalb, weil Rauchgase durchaus erheblicheAnteile an toxischen Stoffen und Reizstoffen bein-halten und auch eine Einschrnkung der Sichtweitehervorrufen knnen. Deshalb mssen bereits frhzei-tig Manahmen zu

49、r Rauchableitung greifen.Die Phase des Vollbrandes spielt zur Beurteilung derRauchfreihaltung im brandbeaufschlagten Raumselbst in der Regel nur eine untergeordnetere Rolle.Rettungswege einschlielich der zur Rettung undBrandbekmpfung bentigten Verkehrswege und-flchen im Gebude mssen in einer definiertenHhe und Zeit raucharm bleiben, wobei dies als ge-geben vorausgesetzt wird, wenn die raucharmeSchicht ber ei