Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Ocena bezpieczeństwa budynku w wyniku eksplozji ( Estimation of building safety under explosion ) T. Łodygowski, P.W. Sielicki

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Ocena bezpieczeństwa budynku w wyniku eksplozji ( Estimation of building safety under explosion ) T. Łodygowski, P.W. Sielicki"— Zapis prezentacji:

1 Ocena bezpieczeństwa budynku w wyniku eksplozji ( Estimation of building safety under explosion ) T. Łodygowski, P.W. Sielicki Rydzyna, Listopada, 2010 The support of the Ministry of Science and Higher Education under the grant N is kindly acknowledged. Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Poznań University of Technology

2 I.MOTYWACJA II.ZADANIE i OCENA ZAGROŻENIA III.WYBUCH i PROPAGACJA FALI CIŚNIENIA IV.BEZPIECZEŃSTWO V. PODSUMOWANIE i WNIOSKI Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych

3 I.MOTYWACJA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Obiekty użyteczności publicznej powinny być szczególnie chronione na okoliczność występowania nietypowych rodzajów obciążenia takich jak obciążenie wybuchem. W szczególności są to: Lotniska/Dworce Centra Handlowe/Biurowe Placówki Finansowe Zaopatrzenie w wodę i paliwo

4 II.ZADANIE i OCENA ZAGROŻENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Piętro budynku o wymiarach w rzucie 30x60m 2, 3.5m wysokości. Budynek konstrukcji monolitycznej. Otwory okienne umieszczono na każdej ze ścian budynku. W obiekcie nie zastosowano żadnych barier przeciwwybuchowych. STANOWISKA PRACY + SERWERY KOMPUTEROWE KORYTARZE EE E ZAGROŻENIE Objętościowa eksplozja mieszaniny powietrzno-gazowej w pomieszczeniu p1 ZADANIE Maksymalizacja bezpiecznej powierzchni do pracy (strefa zielona)

5 II.ZADANIE i OCENA ZAGROŻENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Zagrożenie wybuchem odpowiada energii 173m 3 (2tTNT) mieszaniny gazowej Propan-Powietrze. Konstrukcja budynku uwzględnia tego rodzaju nietypowe obciążenie. Ściany wykonano jako żelbetowe grubości 25cm oraz 50cm dookoła pomieszczenia p1. BEZPIECZEŃSTWO PERSONELU 01 i SERWERÓW DANYCH 02

6 III.WYBUCH i PROPAGACJA FALI CIŚNIENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Fala ciśnienia propaguje się w powietrzu, którego zachowanie opisuje równanie stanu gazu doskonałego 1. Nagłe rozprężenie i eksplozja mieszaniny wybuchowej także opisano równaniem stanu 2. UWAGA ! Uwzględniono otwory drzwiowe o szerokości 100 i 110cm, wysokości 210cm w świetle otworu. Uwzględniono redukcję efektu działania fali ciśnienia w pomieszczeniach w skutek propagacji części fali na zewnątrz budynku przez otwory okienne. Type of Charge Propane- Air Mixture Mass [kg]330 Volume [m 3 ]172.8 Specific Energy [J/kg]2.73e7 Density [kg/m3] 626 liquid 1.9 mixture Detonation speed [m/s] 1680

7 III.WYBUCH i PROPAGACJA FALI CIŚNIENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Ciśnienie na czole fali uderzeniowej zwiększa swoją wartość w wyniku odbicia od przegrody. Uwzględniono nieskończenie sztywne, nieodkształcalne przegrody (ściany, stropy). Wpływ kąta nachylenia przegrody na zwiększenie ciśnienia fali uderzeniowej od 0 do 90 deg. FALAKORYTARZE

8 III.WYBUCH i PROPAGACJA FALI CIŚNIENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Porównanie otrzymanych wyników (linia niebieska) ze współczynnikiem wg UFC (linia czerwona). UWAGA ! Uwzględnienie odbicia fali od nieskończenie sztywnej przegrody pozwala uzyskać wyniki zgodne z badaniami eksperymentalnymi. Kompletny model obiektu (ściany i stropy) przyjęto jako nieodkształcalne.

9 III.WYBUCH i PROPAGACJA FALI CIŚNIENIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Z uwzględnieniem powyższych założeń otrzymano numeryczny model budynku, w którym nastąpiła eksplozja. Otrzymano propagację ciśnienia wewnątrz budynku w funkcji czasu. t=0.0006s t=0.008s t=0.02st=0.05s Brak otworów okiennych Otwory okienne CIŚNIENIE KORYTARZ

10 IV.BEZPIECZEŃSTWO – KRYTERIA Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Poniżej przedstawiono problem oceny stopnia bezpieczeństwa oraz kryteria bezpieczeństwa personelu (sprzętu) w wyniku obciążenia wybuchem. 1. Kryterium przeciążeniowe 3g< 1200s 5g< 60s 8g < 10s 18g< 0.2s 25g< 0.001s 60g (dla dysków serwerów) 2. Uszkodzenie bębenków usznych Ciśnienie vs Impuls Ciśnienia (UFC) 3. Uszkodzenie klatki piersiowej Ciśnienie vs Impuls Ciśnienia (UFC)

11 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ANALIZA WYNIKÓW Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Kryterium Przeciążeniowe Mapa przeciążeń (przyspieszeń ruchu cząstek powietrza m/s 2 ) w budynku Bezpieczeństwo serwerów (60g, 20%) vs Bezpieczeństwo pracowników (25g, 14%)

12 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ANALIZA WYNIKÓW Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Określenie bezpieczeństwa wszystkich pomieszczeń na podstawie kolejnych kryteriów – uszkodzenia bębenków usznych i płuc. R06a Dla fragmentu pomieszczenia (R17) otrzymano 696 punktów (w odległości co około 10cm w przestrzeni rzeczywistej), dla których obliczono przebieg zmian ciśnienia w czasie. R06b R01aR02R03 R04a R04b R05a R05b R07a R07b R07c R08 R09 R10 R11R12R13 R14 R15a R15b R15c R16aR16bR16c R04c R17 P=1.95e6 Pa I 1 = Pas I 2 =1380 Pas/kg (1/3)

13 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ANALIZA WYNIKÓW Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Określenie bezpieczeństwa wszystkich pomieszczeń dla kryterium Uszkodzenie bębenków usznych P=1.95e6 Pa I 1 = Pas I 2 =1380 Pas/kg (1/3) R17

14 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ANALIZA WYNIKÓW Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych P=1.95e6 Pa I 1 = Pas I 2 =1380 Pas/kg (1/3) Określenie bezpieczeństwa wszystkich pomieszczeń dla kryterium Uszkodzenie klatki piersiowej (płuc). R17

15 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ANALIZA WYNIKÓW Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Zbiorcze zestawienie wg kryteriów uszkodzenia organów wewnętrznych klatki piersiowej 3 (płuc) dla wszystkich pomieszczeń piętra Śmiertelność >99% Śmiertelność =50%Śmiertelność <1%

16 IV.BEZPIECZEŃSTWO – ROZWIĄZANIA ALTERNATYWNE Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Piętro nr -02 Zmienne wymiary nadproży (0.5 vs 1.0m). Dokonano oceny wpływu wysokości nadproża na propagację fali ciśnienia oraz wpływ na kryterium zdrowia 02 personelu dla piętra poniżej poziomu terenu (brak otworów okiennych). Piętro nr+16 W oparciu o kryterium zdrowia 03 personelu dokonano ocenę wpływu umieszczenia otworów okiennych* w pomieszczeniu, w którym może wystąpić eksplozja (p1), w celu zniwelowania jej skali i osłabienia propagacji ciśnień w pozostałych pomieszczeniach. Różnica w propagacji ciśnienia w wyniku uwzględnienia zmiennych wysokości nadproży drzwiowych wg kryterium uszkodzenia membrany usznej Różnica w propagacji ciśnienia w wyniku uwzględnienia otworów w ścianach w pomieszczeniu p1 dla kryterium uszkodzenia ucha i klatki piersiowej. 0.5 vs 1.0m Retrofit vs EDRetrofit vs LD

17 V.PODSUMOWANIE i WNIOSKI Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych W trakcie analizy propagacji fali ciśnienia należy uwzględnić wnęki okienne oraz otwory w ścianach i stropach (np. szyby windowe, wentylacyjne) Zastosowanie wyłącznie jednego z dostępnych kryterium bezpieczeństwa personelu nie daje odpowiednio wiarygodnych wyników Metoda komputerowej analizy jest skuteczna i pozwala otrzymać dobre (eksperymentalnie powtarzalne) wyniki przy niewielkim nakładzie w porównaniu do eksperymentów rzeczywistych

18 Estimation of building safety under explosion – T. Łodygowski and P.W. SielickiPoznań University of Technology Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych Dziękujemy za uwagę.. T. Łodygowski, P.W. Sielicki


Pobierz ppt "Ocena bezpieczeństwa budynku w wyniku eksplozji ( Estimation of building safety under explosion ) T. Łodygowski, P.W. Sielicki"

Podobne prezentacje


Reklamy Google