---

temperature 0(z) in the plume along the

symetrical vertical flame axis is given by:

(С.2)

Where

D is the diameter of the fire, m, see Figure C.1

Q is the rate of heat release[W] of the fire according to E.4

Qc is the convective part of the rate of heat release [W], with Qc=0,8Q by default

z is the height [m] along the flame axis, see Figure C.1

Н is the distance [m] between the fire source and the ceiling, see Figure C.

1

Flame axis

Вісь полум’я

//////////////////////////////////////

/

Figure C.1

Рисунок С.

1

5. Умовний початок координат z0 осі визначається за формулою:

z0=-1,02D+0,00524Q^2/5 [м]

6. The virtual origin z0 of the axis is given by:

[m] (С.3

)

7. Якщо полум’я торкається стелі (Lf>Н; див. Рисунок С.2), то тепловий потік h [Вт/м²], що отримала від полум’я одиниця площі поверхні на рівні стелі, визначається за формулою:

h=100 000, якщо у<0,30

/h=136 300...121 000у, якщо 0,30<у<1,0

h=15 000y^-3,7, якщо y>1,0

6. When the flame is impacting the ceiling (Lf>Н; see Figure C.2) the heat flux h [W/m²] received by the fire exposed unit surface area at the level of the ceiling is given by:

h=100 000 if у<0,30

h=136 300 to 121 000y if 0,30<у<1,0

h

(C.4)

=15 000у^-3,7 if у>1,0;

where у is a parameter given

де у - коефіцієнт, що визначають з

аформулою: у =

r + H + z' L_h+H + z' ^H

by: у

r + H + z'
L_h+H + z'

[]

r - горизонтальна відстань [м] між вертикальною віссю полум’я та точкою на стелі, для якої розраховується тепловий потік, див. Рисунок С.2

H - відстань [м] від осередку пожежі до стелі, див. Рисунок С.2

r is the horizontal distance [m] between the vertical axis of the fire and the point along the ceiling where the thermal flux is calculated, see Figure C.2

H is the distance [m] between the fire source and the ceiling, see Figure C.

2Flame axis

Вісь полум’я

Figure C.2

Рисунок С.

2

6. Горизонтальна довжина полум’я Lh (див. Рисунок С.2) визначається за формулою:

Lh=(2,9H(Q^*H)^0,33)-H [м]

6. Швидкість тепловиділення Q^*H визначається за формулою:

Q *h=Q/(1,1Ы0⁶- Н^2,5) [-]

6. Вертикальне положення умовного джерела тепла z' [м], визначається за формулами:

z'=2,4D(Q^*2/5D-Q^*2/3D), якщо Q^*D<10

z'=2,4D(1,0-Q^*2/5D), якщо Q^*D>1,0 де

Q *d=Q/(1,11-106-D²’⁵) [-]

6. Поглинутий тепловий потік hnet одиницею площі поверхні на рівні стелі визначається за формулою:

hnet=h- ас (0_m-20)- Фє _m-e_f a-[( 0 _m+273)4-2934]

де відповідні коефіцієнти визначають за формулами (3.2), (3.3) та (С.4).

6. Lh is the horizontal flame length (see Figure C.2) given by the following relation:

[m] (С.5)

6. Q^*H is a non-dimensional rate of heat release given by:

(С.6)

6. z' is the vertical position of the virtual heat source [m] and is given by:

z'=2,4 D(Q^*2/5D-Q^*2/3D) when Q^*D<1,0 (С.7) z'=2,4D(1-Q^*2/5D) when Q^*D>1,0

where

(С.8)

6. The net heat flux hnet received by the fire exposed unit surface area at the level of the ceiling, is given by:

(С.9)

where the various coefficients depend on expressions (3.2), (3.3) and (C.4).

6. Правила, що наведені в (3)...(10) діють лише за таких умов:

• діаметр полум’я D<10 м;

• швидкість тепловиділення полум’я Q<50 МВт.

6. За наявності декількох окремих локалізованих пожеж формулу (С.4) можна використовувати для отримання значень різних значень поглинутих теплових потоків h₁, h₂^ одиницею площі поверхні на рівні стелі. Повний тепловий потік визначається за формулою:

4t=h1+h2...<100 000 [Вт/м²]

11. The rules given in (3) to (10) inclusive are valid if the following conditions are met:

• the diameter of the fire is limited by D<10 m;

• the rate of heat release of the fire is limited by Q<50 MW.

11. In case of several separate localised fires, expression (C.4) may be used in order to get the different individual heat fluxes h1, h₂... received by the fire exposed unit surface area at the level of the ceiling. The total heat flux may be taken as:

[W/m²] (С.10

)

Додаток D
(довідковий)
УТОЧНЕНІ МОДЕЛІ ПОЖЕЖІ

D.1 Однозонні моделі

1. Однозонну модель застосовують для умов після спалаху. Для протипожежного відсіку приймаються однорідні температура, густина, внутрішня енергія та тиск газу.

2. Температура слід обчислювати, враховуючи:

• рішення рівнянь збереження маси та енергії;

• масообмін між внутрішнім газовим середовищем, зовнішнім газовим

середовищем (крізь прорізи) та пожежею (швидкість піролізу);

• енергообмін між пожежею, внутрішнім газовим середовищем, стінами та прорізами.

3. Рівняння стану ідеального газу розглядається як:

Рint=РgRTg [Н/м2]

4. Баланс маси газів протипожежного відсіку визначається за формулою

. = Щп“Щ>иГ+^Й ^[кг/с]

□ Г

де

dm . .

—— - швидкість масообміну газу у dt

протипожежному відсіку

m_out - швидкість маси газу, що виходить крізь прорізи

min - швидкість маси газу, що входить крізь прорізи

mfi - швидкість продуктів піролізу

5. Швидкість масообміну газу та швидкість піролізу можна не враховувати. Тоді

Щп=Щхгі

Ці втрати маси можна обчислити, базуючись на статичному тиску через різницю густини навколишнього повітря та високих температур відповідно.

6. Енергетичний баланс газів у протипожежному відсіку визначається за формулою:

d.E„

-*-=Q-Qout+Qin-Qwall-Qrad [Вт]

де

Eg - внутрішня енергія газу [Дж]

Annex D
(informative)
ADVANCED FIRE MODELS

D.1 One-zone models

1. A one-zone model should apply for post-flashover conditions. Homogeneous temperature, density, internal energy and pressure of the gas are assumed in the compartment.

2. The temperature should be calculated considering:

• the resolution of mass conservation and energy conservation equations;

• the exchange of mass between the internal gas, the external gas (through openings) and the fire (pyrolysis rate);

• the exchange of energy between the fire, internal gas, walls and openings.

3. The ideal gas law considered is:

[N/m²] (D.1)

4. The mass balance of the compartment gases is written as

[kg/s] (D.2)

where

dm

— is the rate of change of gas mass in the fire compartment

mout is the rate of gas mass going out through the openings

min is the rate of gas mass coming in through the openings

mfi is the rate of pyrolysis products generated

5. The rate of change of gas mass and the rate of pyrolysis may be neglected. Thus

(D.3)

These mass flows may be calculated based on static pressure due to density differences between air at ambient and high temperatures, respectively.

6. The energy balance of the gases in the fire compartment may be taken as:

[W] (D.4)

where

Eg is the internal energy of gas [J

]Q - швидкість тепловиділення вогню [Вт]

Q out=moutcTf

Q in= ^mi її ^cTamb

Q wall=(A t-A h,v)hnet - втрата енергії до огороджувальних поверхонь

Qr_ad=Ah,_vzTf ⁴ - втрата енергії від

випромінювання крізь прорізи

де:

с - питома теплоємність [Дж/кгК] h_net - визначається за формулою (3.1) m - швидкість маси газу [кг/с]

Т - температура [К]

D.2 Двозонні моделі

1. Двозонна модель базується на припущенні про накопичення продуктів горіння під стелею на горизонтальній поверхні. Розрізняють такі зони: верхній рівень, нижній рівень, пожежа та її полум’я, зовнішнє газове середовище та стіни.

2. У верхньому рівні приймаються однорідні характеристики газу.

3. Обмін маси, енергії та хімічної речовини може бути розрахований між цими різними зонами.

4. В даному протипожежному відсіку з рівномірно розподіленим пожежним навантаженням двозонна модель пожежі може перейти в однозонну пожежу за однієї з таких умов:

• якщо температура газу верхнього рівня досягає значення більше за 500 ⁰С,

• якщо верхній рівень збільшується так, що займає 80 % висоти відсіку.

• .3 Обчислювальні моделі термо­та аеродинаміки потоку

(1) Обчислювальна модель термо- та аеродинаміки потоку може бути використана для чисельного рішення диференційних рівнянь в часткових похідних, що визначають термодинамічні та аеродинамічні змінні величини в усіх точках відсіку.

ПРИМІТКА Обчислювальні моделі термо­та аеродинаміки потоку або CFD розраховують системи, враховуючи динаміку потоку, теплообмін та пов’язані з цим явища, через вирішення фундаментальних рівнянь динаміки потоку. Ці рівняння є математичним обґрунтуванням таких фізичних законів збереження:

Q is the rate of heat release of the fire [W]

Q out=mout сТf

Q in= ^min ^сТamb

Qwall=(At-Ah,v)hnet, is the loss of energy to the enclosure surfaces

Q_rad=Ah,_vzTf ⁴ is the loss of energy by radiation through the openings

with:

с is the specific heat [J/kgK] hnet is given by expression (3.1) m is the gas mass rate [kg/s] T is the temperature [K]

D.2 Two-zone models

1. A two-zone model is based on the assumption of accumulation of combustion products in a layer beneath the ceiling, with a horizontal interface. Different zones are defined: the upper layer, the lower layer, the fire and its plume, the external gas and walls.

2. In the upper layer, uniform characteristics of the gas may be assumed.

3. The exchanges of mass, energy and chemical substance may be calculated between these different zones.

4. In a given fire compartment with a uniformly distributed fire load, a two-zone fire model may develop into a one-zone fire in one of the following situations:

• if the gas temperature of the upper layer gets higher than 500 °C,

• if the upper layer is growing so to cover 80% of the compartment height.

D.3 Computational fluid dynamic models

(1) A computational fluid dynamic model may be used to solve numerically the partial differential equations giving, in all points of the compartment, the thermo-dynamic and aero­dynamic variables.

NOTE Computational fluid dynamic models, or CFD, analyse systems involving fluid flow, heat transfer and associated phenomena by solving the fundamental equations of the fluid flow. These equations represent the mathematical statements of the conservation laws of physics:

• маса газу зберігається;

• швидкість зміни кількості руху (імпульсу) дорівнює сумі сил на частину (одиницю) потоку (другий закон Ньютона);

• швидкість зміни енергії, що дорівнює сумарній швидкості приросту тепла та роботи, яка виконана частиною (одиницею) потоку (перший закон термодинаміки).

• the mass of a fluid is conserved;

• the rate of change of momentum equals the sum of the forces on a fluid particle (Newton’s second law);

the rate of change of energy is equal to the sum of the rate of heat increase and the rate of work done on a fluid particle (first law of thermodynamics)

.Додаток Е
(довідковий)
ГУСТИНА ПОТОКУ

E.1 Загальні положення

1. Густина потоку, яка використана в розрахунках, повинна мати розрахункове значення, що визначене з вимірювань або, в особливих випадках, базується на значеннях нормованої межі вогнестійкості, які наведені в національних нормах.

2. Розрахункове значення може бути визначене:

• за національною класифікацією пожежного навантаження приміщень; та/або

• окремо для індивідуального проекту шляхом проведення огляду пожежного навантаження.

3. Розрахункове значення пожежного навантаження qf,d визначається за

формулою:

qf,d=qf,k-mSqiSqi*Sn [МДж/м2] де

m - коефіцієнт горіння (див. E.3)

Sqi - коефіцієнт, що враховує ризик виникнення пожежі залежно від розмірів відсіку (див. Таблицю E.i)

Sq2 - коефіцієнт, що враховує ризик виникнення пожежі залежно від типу приміщення (див. Таблицю E.i) 10

- _a = P| - ^ - коефіцієнт, що враховує i=1

різноманітні і-ті активні протипожежні заходи (спринклер, сигналізація,

автоматичне оповіщення про небезпеку, пожежно-рятувальні підрозділи тощо). Ці активні протипожежні заходи зазвичай застосовуються для збереження життя, (див. Таблицю та пункти (4) і (5)).

qf,k - нормативне пожежне

навантаження на одиницю площі поверху [МДж/м²] (див. Таблицю E.4)

Annex E
(informative)
FIRE LOAD DENSITIES

E.1 General

1. The fire load density used in calculations should be a design value, either based on measurements or in special cases based on fire resistance requirements given in national regulations.

2. The design value may be determined:

• from a national fire load classification of occupancies; and/or

• specific for an individual project by performing a fire load survey.

3. The design value of the fire load qf,d is defined as:

[MJ/m²] (E.1)

where

m is the combustion factor (see E.3);

Sq1 is a factor taking into account the fire activation risk due to the size of the compartment (see Table E.1)

Sq2 is a factor taking into account the fire activation risk due to the type of occupancy (see Table E.1) 10

S_n = P| J_ni is a factor taking into account i=1

the different active fire fighting measures i

(sprinkler, detection, automatic alarm transmission, firemen ...). These active measures are generally imposed for life safety reason (see Table E.2 and clauses (4) and (5)).

qf,k is the characteristic fire load density per unit floor area [MJ/m2] (see f.i. Table E.4

)Table E.1 — Factors S_q1, S_q2