ISI-studie — de doeltreffendheid van de rook- en warmteafvoer in een restaurantruimte nagaan met CFD-simulatie, bij een wijziging van het ontwerp.
In het kader van een herstructureringsproject van een gebouw zet EOLIOS zijn expertise in CFD-simulatie in voor de engineering van de brandveiligheid (ISI). De studie richt zich op de kwalificatie van de RWA-systemen bij een wijziging van het ontwerp, door de luchtstromingen te modelleren om te weten welke rook en welke temperaturen zich zullen ontwikkelen.
De kern van de studie: de optimale werking van de RWA beoordelen bij de plaatsing van wanden over de volle hoogte. Twee configuraties zijn onderzocht — de ene met vier wanden over de volle hoogte, de andere met een combinatie van één wand over de volle hoogte en drie wanden die bovenaan gedeeltelijk open zijn.
De bescherming en de veiligheid van de aanwezigen zijn de kernprioriteit en de grote inzet van het project.
De kern. Bij de herstructurering van een gebouw kwalificeerde EOLIOS met CFD/FDS-simulatie de rook- en warmteafvoer van een restaurantruimte van type N (Unibail). Twee wandconfiguraties zijn vergeleken, op drie brandscenario's (branden A, B, C) en volgens ISO 23932. Resultaat: de zichtbaarheid blijft boven de kritische grens (opaciteit < 20 m) en de temperatuur onder 40 °C, ruim vóór de tijd om de personen in veiligheid te brengen (2 min 30). Beide configuraties zijn gevalideerd.
In het Franse brandveiligheidsreglement voor publiek toegankelijke gebouwen staat type N voor restaurants en drankgelegenheden. Die indeling legt specifieke eisen vast voor ontruiming en voor rook- en warmteafvoer, afhankelijk van het aantal aanwezigen.
Bij brand is rook een groot gevaar: zij verspert de nooduitgangen, geeft toxische gassen af en vermindert de zichtbaarheid. De inademing van rook is de eerste doodsoorzaak bij brandslachtoffers. De conformiteit met de normen NF EN 13.945 en NF EN 13.571 is essentieel, en EOLIOS brengt daar zijn CFD-expertise.
Er zijn vijf gevaren: de toxiciteit (CO/CO₂, zuurstofdaling), de opaciteit (koolstofdeeltjes, paniek, gehinderde hulpdiensten), de ontvlambaarheid (voortplanting door convectie/straling — flashover, rookexplosie), de warmte (brandwonden, schade) en de mobiliteit (voortplantingssnelheid van 0,20 tot 1 m/s).
Deze fase bepaalt de stappen van elk scenario: plaats en karakterisering van de brandhaard (strategische plaatsing volgens de doelen) en variabelen van structuur en systemen. De methodiek berust op een volumetrisch warmtebronmodel: de vlam wordt niet gesimuleerd, maar de thermische en toxische effecten van de verbranding worden opgelegd in een volume dat de vlamzone voorstelt.
In plaats van de vlam zelf te simuleren, worden in een afgebakend volume de thermische en toxische effecten van de verbranding opgelegd (warmte en producten). Die aanpak geeft de productie en de verplaatsing van de rook weer zonder de chemische verbrandingsreactie te modelleren.
Elk studiescenario koppelt een ontwerpoplossing, beginvoorwaarden en een gelokaliseerde brandhaard. Eén scenario bevat verschillende ontwerpoplossingen om ze doeltreffend te vergelijken. Alle mogelijke gevallen dekken kan niet: er wordt op gelet dat elk scenario plausibele varianten voorstelt, gebaseerd op een grondige analyse.
De dimensionering van de RWA-installaties hangt af van de strategische plaatsing van de brandhaarden. EOLIOS kiest voor een conservatieve benadering door het rooktraject, de detectietijd en de opbouw van warmte en rook te maximaliseren — « worstcase »-scenario's die aan de veiligheidseisen voldoen.
Bijzondere aandacht gaat naar de nauwkeurige 3D-modellering van de verbindingen tussen de ruimtes (trappen, gangen, deuren), op een schaal van ongeveer 10 cm, om alle elementen te analyseren die de doorgang van de rook storen. In het CFD-model ligt de nadruk op het nabouwen van de vaste obstakels (vast meubilair), om de analyse te concentreren op de stromingsdynamica en de RWA-paden exact te simuleren.
Volgens de norm ISO 23932 zijn beide configuraties geanalyseerd op drie brandscenario's (branden A, B en C). Voor de zichtbaarheid is het kritische criterium (opaciteit < 20 m) op geen enkel moment overschreden — zelfs niet 10 minuten na het ontstaan van de brand. Voor de temperaturen wordt de hinderlijke grens van 40 °C na 10 minuten niet bereikt.
Aan de normatieve criteria is ruim vóór de tijd om de personen in veiligheid te brengen (TMSP) voldaan, geschat op 2 min 30: de ontruiming is in de geteste omstandigheden gewaarborgd. Beide configuraties (4 wanden over de volle hoogte, of 1 volle hoogte + 3 lagere wanden) zijn functioneel en doeltreffend.
De TMSP is de tijd die alle aanwezigen nodig hebben om een veilige zone te bereiken. De criteria voor zichtbaarheid en temperatuur moeten ten minste tot die termijn leefbaar blijven; hier wordt hij geschat op 2 min 30.
Deze studie onderstreept het belang van een grondige beoordeling en van een breed overleg om doeltreffende systemen voor brandveiligheid op te zetten, zonder compromis over de veiligheid van de aanwezigen.
Onthoud dit. Meerdere wandconfiguraties vergelijken op de meest ongunstige scenario's valideert een ontwerp vóór de werken: een gedeeltelijk open oplossing kan even veilig zijn als wanden over de volle hoogte, zolang de criteria voor de ontruiming gehaald blijven.
RWA in een publiek gebouw van type N, wanden en criteria voor de ontruiming.
In het Franse brandveiligheidsreglement voor publiek toegankelijke gebouwen staat type N voor restaurants en drankgelegenheden. Die indeling legt specifieke eisen vast voor ontruiming en voor rook- en warmteafvoer, afhankelijk van het aantal aanwezigen. Zie ons handboek over de toepassing van IT246 (RWA in publieke gebouwen).
De wijziging van het ontwerp voegt wanden toe. Een oplossing met vier wanden over de volle hoogte wordt vergeleken met een oplossing die één wand over de volle hoogte en drie bovenaan open wanden combineert, om na te gaan of de rook- en warmteafvoer in beide gevallen doeltreffend blijft.
Volgens ISO 23932 moet de zichtbaarheid boven de kritische grens blijven (opaciteit onder 20 m) en de temperatuur onder 40 °C. Hier zijn die criteria gehaald, zelfs 10 minuten na het ontstaan van de brand, op de drie scenario's A, B en C.
De tijd om de personen in veiligheid te brengen is de termijn die alle aanwezigen nodig hebben om een veilige zone te bereiken. De leefbare omstandigheden moeten ten minste tot die termijn behouden blijven, hier geschat op 2 min 30.
Nee. De vlam wordt niet gesimuleerd: een volumetrisch warmtebronmodel legt de thermische en toxische effecten van de verbranding op in een volume dat de vlamzone voorstelt.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
ISI/CFD-studie van de rook- en warmteafvoer in een restaurant van type N: vergelijking van twee wandconfiguraties op drie brandscenario's (branden A/B/C), controle van de criteria voor zichtbaarheid (< 20 m) en temperatuur (< 40 °C) volgens ISO 23932, en validatie van de ontruiming vóór de TMSP van 2 min 30.
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied rook- en warmteafvoer op één plek.
Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse.
