V maju 2016 se je požar nepričakovano zgodil tudi v objektu industrijskega obrata za predelavo mesa na Sevcah pri Laškem. Najverjetnejši vzrok je bil vžig gorljive izolacije poliuretanskega (PUR) stenskega panela, od koder se je požar počasi po njegovi notranjosti širil dalje in postopno zaobjel panele celotnega stropa pa tudi del panelov sten požarnega prostora. Dogodek k sreči ni terjal hujših posledic, se je pa po požaru postavljalo vprašanje varnosti stanja jeklene strešne palične konstrukcije neposredno nad pogorelimi stropnimi paneli, ki ni imela požarne zaščite. Ker je požar tega objekta tematsko soroden tematiki obravnavani na podoktorskem projektu Z7-7677, je to bila odlična priložnost, da se podatki s požarišča neposredno uporabijo tudi za potrebe projekta. Uporaba podatkov, ki jih lahko zberemo sami neposredno z natančnim pregledom požarišča takoj po požaru in s pogovorom z očividci, so namreč z vidika razvoja in validacij računskih modelov požarov neprecenljivega pomena, saj je alternativna pot (t.j. iskanje pogosto pomanjkljivih podatkov o preteklih požarih po literaturi) pogosto preveč površna in nezanesljiva. Po pogovoru z lastnikom obrata na Sevcah je dovoljenje za sodelovanje pri pregledu požarišča dobila tudi izvajalka podoktorskega projekta. Skladno s tem je bilo požarišče natančno fotografirano, dokumentirane so bile vse izjave očividcev, s požarišča so bili odvzeti vzorci nezgorelih panelov PUR in nato analizirani s konusnim kalorimetrom v Požarnem laboratoriju ZAG (skladno s specifikami požara, t.j. počasno odgorevanje PUR pod pločevino panelov, je bilo analizirano tleče zgorevanje oz. zgorevanje ob zmanjšanem dotoku kisika). Podatki, pridobljeni na ta način, so služili za pripravo poenostavljene računske simulacije požara obrata in njegovih posledic z modelom FIRESIM-I, s tem pa za delno validacijo tega modela in pripadajočega orodja GeneticMat(prvi testni primer, ki ga omenja predzadnji odstavek točke 3 tega poročila). Rezultati simulacije so pokazali na dobro ujemanje z zaključki drugih oglednikov požarišča. Ti so po odvzemu vzorcev jekla iz strešne palične konstrukcije ugotovili, da maksimalna temperatura v jeklu med požarom ni presegla okrog 300°C, da torej celotna strešna konstrukcija objekta zaradi vpliva požara ni bila resneje poškodovana in je tudi po požaru sposobna prevzeti obtežbo, za katero je bila načrtovana. Objava rezultatov tega testnega primera v strokovni reviji POŽAR je poskrbela tudi za promocijo projekta, ki je na ta način zagotovo dosegla kar najširšo skupino strokovnjakov, ki delujejo na področju požarne varnosti v slovenskem prostoru. Prispevek je dostopen tudi na spletni strani projekta: http://arrs-firesim.zag.si/ .
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 2270823Podobno kot v primeru objekta industrijskega obrata za predelavo mesa na Sevcah pri Laškem, ki je opisan zgoraj, je bilo nosilki projekta tekom izvajanja podoktorskega projekta omogočeno tudi sodelovanje pri pregledovanju požarišča objekta ASP (trgovina vozil) na Jesenicah, ki ga je ob koncu leta 2016 prizadel hud požar. Požar je povzročil vžig stropne svetilke v kletnem delu objekta, kjer se je v času požara hranilo več kot 3000 avtomobilskih pnevmatik. Ker je požar tega objekta tematsko soroden tematiki obravnavani na tem podoktorskem projektu, je to bila odlična priložnost za uporabo tako zbranih podatkov za poenostavljeno računalniško simulacijo tega požara, s tem pa tudi za delno validacijo pripravljenega računskega orodja GeneticMat in modela FIRESIM-I. Za namen te študije so bili s požarišča odvzeti vzorci nezgorelih pnevmatik, katerih zgorevanje je bilo nato natančno proučeno v konusnem kalorimetru Požarnega laboratorija ZAG. Objava rezultatov tega testnega primera v strokovni reviji POŽAR je poskrbela tudi za promocijo projekta, ki je na ta način zagotovo dosegla kar najširšo skupino strokovnjakov, ki delujejo na področju požarne varnosti v slovenskem prostoru. Prispevek je dostopen tudi na spletni strani projekta: http://arrs-firesim.zag.si/ .
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 2340967Ključni cilj članka je predstavitev sodobnih, zanesljivejših pristopov k računalniškemu modeliranju razvoja požarov. Predstavitev je opravljena na primeru računskega modela za simulacijo požara v proizvodni hali plošč XPS (aplikacija modela FIRESIM-I, ki je bil razvit v okviru podoktorskega projekta; glej točko 3 tega poročila, DP III). Ta je v prvi vrsti namenjen analizam postopnega vžiganja gorljivih predmetov v obravnavani hali XPS ter sproščanja toplote in plinastih produktov med njihovim gorenjem. Osnova teh analiz so t.i. pirolizni in zgorevalni materialni podmodeli, ki jih je za obravnavani XPS razvila nosilka projekta in jih nato vgradila v enega od dobro znanih in uveljavljenih modelirnikov požarov, t.j. FDS (ang. »Fire Dynamics Simulator«). S slednjim je bila na koncu izvedena še analiza transporta sproščene toplote in plinov po notranjosti hale, pri čemer je kot osnova služil sistem transportnih enačb, ki so bolje poznane kot numerični modeli fluidne dinamike (CFD modeli) in toplotnega sevanja. Največjo novost vsebine članka in največji doprinos k razvoju znanosti in stroke predstavljajo pirolizni in zgorevalni materialni podmodeli obravnavanega XPS, zato je članek posvečen predvsem opisu značilnosti le-teh in opisu postopka njihovega razvoja. Z zgorevalnim podmodelom sta bili najprej definirani zgorevalna toplota materiala (izmerjena z bombnim kalorimetrom) in enačba kemične reakcije v plinasti fazi (stehiometrična enačba). Ker je šlo v obravnavanem primeru požara (požar XPS) za gorenje preprostega termoplasta in polimera stirena z molekulsko formulo (H5C6-CH=CH2)n, je bila izbrana enačba oblike CxHyOzNv + nO2 O2 → nCO2 CO2 + nH2O H2O + nCO CO + nS saje + nN2 N2, pri čemer smo koeficiente nCO2, nH2O, nCO, nS, nN2 določili s testiranji vzorcev XPS v konusnem kalorimetru s FTIR analizatorji. Nadalje je bila z definicijo piroliznega podmodela določena še toplotna degradacija materiala (»lomljenje« vezi med molekulami med segrevanjem materiala, ki so različnih tipov in razpadajo pri različnih temperaturah, in posledično izgubljanje mase materiala). Za osnovo tega podmodela je bila uporabljena: (i) skupina Arrheniusovih enačb termogravimetričnega materialnega razpada ter (ii) skupinaFourierovih enačb prevajanja toplote skozi trdno snov, kjer smo upoštevali tudi notranji izvor toplote, ki je posledica reakcijske toplote zgoraj omenjenih notranjih reakcij. Parametre enačb (set t.i. toplotnih in kinetičnih parametrov) pa smo določili s postopki numeričnega prilagajanja modela rezultatom visokotemperaturnih materialnih eksperimentov (TGA/ DSC ter testi s konusnim kalorimetrom). Da smo z enim modelom zares popisali vse možne situacije, ki bi jim med požarom lahko bil izpostavljen material, smo te eksperimente izvedli pri različnih hitrostih segrevanja in različnih koncentracijah razpoložljivega kisika. V zadnjem delu članka so predstavljeni tudi rezultati validacije modela FIRESIM-I. Ta je bila izvedena s primerjavo računskih rezultatov računalniške reprodukcije požara, ki se je leta 2013 zgodil v proizvodni hali XPS podjetja Fibran Nord d.o.o. v Sodražici, in dejanskih podatkov s požarišča (podatki očividcev, gasilcev, forenzikov in drugih popožarnih oglednikov). Ujemanje podatkov o hitrosti razvoja požara, trajanju požara, sproščeni količini dima (vidljivosti v hali med požarom) ter maksimalni temperaturi, ki se je razvila v hali, je bilo zelo dobro. Članek poskuša na preprost način predstaviti nove znanstvene metode, tako da bi bile te razumljive tudi inženirjem in drugim strokovnjakom s področja požarne varnosti, ki so redni bralci revije Požar. Prispevek je dostopen tudi na spletni strani projekta: http://arrs-firesim.zag.si/ .
F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference)
COBISS.SI-ID: 2340711Gre za prispevek vodje projekta v sklopu znanstvene konference ISAMA’18: International Symposium on Advanced Materials and Application, January 19-21, 2018 (Seoul, Korea). Predstavljena so bila možna odstopanja med rezultati realističnih (t.i.performančnih) izračunov požarne odpornosti izbrane jeklene konstrukcije in poenostavljenih izračunov, pripravljenih z eno od v praksi najpogosteje uporabljenih poenostavljenih (predpisnih) postopkov standarda EN 1993-1-2, t.j. metodo kritične temperature. Primerjava je bila prikazana na primeru konstrukcijskega sestava, sestavljenega iz primarnega in sekundarnega nosilca, ki sta med sabo povezana z vijačenim stikom s strižno pločevino. Požarna odpornost takšne konstrukcije, določena z metodo kritične temperature, je bila 50 minut. Realna požarna odpornost, na katero pokaže napredna performančna analiza, pa je bila izračunana kot 44 minut. Čeprav razlika med obema rezultatoma ni velika za analizirani primer, ta ugotovitev nakazuje, da je lahko metoda kritične temperature včasih tudi na nevarni strani. Zato je bilo za prihodnosti priporočenih več debat in pojasnil glede meja uporabnosti poenostavljenih postopkov. Za analize, predstavljene v sklopu tega prispevka, je bil uporabljen model FIRESIM-II, ki smo ga razvili v sklopu DP III projekta. Kot je to v praksi običajno, je bila v prispevku obravnavana jeklena konstrukcija predpostavljena kot požarno zaščitena, in sicer je bila predvidena zaščita s protipožarnim intumescentnim premazom. Za ta namen je vodja projekta predlagala tudi nov (oz. modifikacijo obstoječega) materialni model izolacijske učinkovitosti premaza, ki ga je razvila s pomočjo eksperimentalnih podatkov, dostopnih preko arhiva Požarnega laboratorija ZAG. Poster s povzetkom vsebine prispevka je dostopen na spletni strani projekta: http://arrs-firesim.zag.si/ .
F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference)
COBISS.SI-ID: 2350183Gre za prispevek vodje projekta v sklopu znanstvene konference ISAMA’18: International Symposium on Advanced Materials and Application, January 19-21, 2018 (Seoul, Korea). V prispevku je vodja projekta predstavila možna odstopanja med rezultati naprednih (realističnih, tudi t.i. performančnih) in poenostavljenih izračunov začetka in razširitve požara v tovarni za proizvodnjo izolacijskih plošč iz ekstrudiranega polistirena (XPS). Poenostavljeni postopki bazirajo na skupini raznoraznih predpostavk glede širjenja požara, za katere je običajno nujno potrebna velika mera praktičnih izkušenj požarnega inženirja in/ali podrobna poročila očividcev požarov v podobnih objektih. Predavanje je pokazalo, da so ob predpostavki, da so ta na razpolago, ti postopki lahko hitri in lahko zagotovijo sorazmerno dober prvi vtis o pričakovanem požaru. Ne glede na to pa ti modeli skoraj brez izjeme vodijo k požarnim temperaturam, ki so podcenjene (tudi do 30%) v najbolj intenzivni fazi požara, v fazi pojemanja požara pa so precenjene. Za bolj zanesljive izračune se zato priporoča uporaba naprednejših pristopov. Za analize, predstavljene v sklopu prispevka, je bil uporabljen model FIRESIM-I, ki smo ga razvili v sklopu DP III projekta. Poster s povzetkom vsebine prispevka je dostopen na spletni strani projekta: http://arrs-firesim.zag.si/.
F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference)
COBISS.SI-ID: 2349927