Καμπύλη Πυρκαγιάς RWS: Ένα Βασικό Εργαλείο για την Ασφάλεια και την Πυροπροστασία των Σηράγγων
Η πυρασφάλεια στις σήραγγες είναι μια κρίσιμη πτυχή του σύγχρονου σχεδιασμού υποδομών, ειδικά όταν πρόκειται για την προετοιμασία για ακραία συμβάντα πυρκαγιάς. Ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση και τον μετριασμό αυτών των κινδύνων είναι η καμπύλη πυρκαγιάς RWS. Αναπτύχθηκε από το Ολλανδικό Υπουργείο Υποδομών (Rijkswaterstaat) και έχει σχεδιαστεί ειδικά για να προσομοιώνει τις έντονες και παρατεταμένες πυρκαγιές που μπορούν να συμβούν σε οδικές σήραγγες, ιδιαίτερα σε εκείνες που αφορούν βυτιοφόρα που μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες εύφλεκτων υγρών.
Η δοκιμή πυρκαγιάς σε σήραγγα Runehamar, στην οποία αναφερθήκαμε στην εισαγωγή στην παθητική πυροπροστασία στις σήραγγες, επιβεβαίωσε τα φορτία πυρκαγιάς και τις παραμέτρους που εφαρμόζονται στην καμπύλη πυρκαγιάς RWS.
Σε αυτό το άρθρο, θα εξερευνήσουμε την καμπύλη πυρκαγιάς RWS, τη σημασία της στο σχεδιασμό των σηράγγων και πώς συγκρίνεται με άλλες καμπύλες πυρκαγιάς που χρησιμοποιούνται στη μηχανική πυρασφάλειας.
Τι είναι η καμπύλη πυρκαγιάς RWS;
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS είναι ένα γράφημα χρόνου-θερμοκρασίας που προσομοιώνει μια πυρκαγιά μεγάλης κλίμακας, όπως μια πυρκαγιά σε βυτιοφόρο, σε ένα περιορισμένο περιβάλλον όπως μια σήραγγα. Είναι ιδιαίτερα σοβαρή και μοντελοποιεί το σενάριο μιας πυρκαγιάς που περιλαμβάνει 45.000 λίτρα βενζίνης. Η καμπύλη πυρκαγιάς προσομοιώνει τον τρόπο με τον οποίο θα συμπεριφερόταν μια πυρκαγιά με την πάροδο του χρόνου, με μια ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας, διατηρούμενη υψηλή θερμότητα και μια σταδιακή φάση ψύξης.
Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών της καμπύλης πυρκαγιάς RWS:
Πηγή: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rws_tunnel_curve.jpg
– Μέγιστη Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία πυρκαγιάς φτάνει σε μια μέγιστη τιμή περίπου 1350°C (2462°F), η οποία είναι πολύ υψηλότερη από τα τυπικά σενάρια πυρκαγιάς σε κτίρια.
– Μέγιστη Θερμοκρασία στην επιφάνεια του σκυροδέματος – όχι μεγαλύτερη από 380°C
– Μέγιστη Θερμοκρασία για τον οπλισμό – όχι μεγαλύτερη από 250°C
– Διάρκεια: Η φωτιά διατηρεί αυτήν την υψηλή θερμοκρασία για μεγάλο χρονικό διάστημα, συχνά 2 ώρες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τροποποιήσεις στην καμπύλη παρατείνουν τη διάρκεια της υψηλής θερμότητας έως και 3 ώρες.
– Σκοπός: Η καμπύλη χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της πυραντίστασης των κατασκευών και των υλικών της σήραγγας, διασφαλίζοντας ότι μπορούν να αντέξουν σε έντονη θερμότητα χωρίς να διακυβεύεται η δομική ακεραιότητα.
Τα τελευταία χρόνια, οι σχεδιαστές και οι χειριστές σηράγγων απαιτούν να διεξάγουν δοκιμές πυρκαγιάς στο δείγμα σκυροδέματος που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ως επένδυση σήραγγας. Μερικές φορές συμβαίνει το φαινόμενο της αποφλοίωσης να εμφανίζεται ακόμη και σε θερμοκρασίες κάτω των 380°C. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το σύστημα πυροπροστασίας της σήραγγας πρέπει να είναι σε θέση να προστατεύει το σκυρόδεμα σε αυτές τις χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Πηγή: efectis.com
Γιατί αναπτύχθηκε η καμπύλη πυρκαγιάς RWS;
Οι σήραγγες αποτελούν βασικά στοιχεία των σύγχρονων δικτύων μεταφορών, ειδικά σε αστικές περιοχές και ορεινές περιοχές. Ωστόσο, θέτουν επίσης μοναδικές προκλήσεις όσον αφορά την πυρασφάλεια. Οι πυρκαγιές σε σήραγγες, ιδιαίτερα εκείνες που αφορούν οχήματα που μεταφέρουν εύφλεκτα υλικά όπως βενζίνη ή ντίζελ, μπορούν να φτάσουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και να διαρκέσουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα, καθιστώντας τες πιο επικίνδυνες από τις τυπικές πυρκαγιές κτιρίων.
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS αναπτύχθηκε για να προσομοιώσει τα χειρότερα σενάρια πυρκαγιάς σε οδικές σήραγγες, όπως μια πυρκαγιά σε βυτιοφόρο που έχει κατακλυστεί πλήρως. Χρησιμοποιώντας αυτήν την καμπύλη στις αξιολογήσεις σχεδιασμού και ασφάλειας, οι μηχανικοί μπορούν να διασφαλίσουν ότι οι σήραγγες είναι εξοπλισμένες με επαρκή μέτρα πυροπροστασίας.
Το Rijkswaterstaat (RWS), το επιχειρησιακό τμήμα του Ολλανδικού Υπουργείου Υποδομών και Διαχείρισης Υδάτων, έχει θεσπίσει αυστηρές απαιτήσεις πυραντίστασης για τις οδικές σήραγγες στην Ολλανδία. Αυτές οι προδιαγραφές βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στις διαδικασίες δοκιμών πυρκαγιάς που περιγράφονται στη “Διαδικασία δοκιμών πυρκαγιάς 2008-Efectis-R0695 για επενδύσεις σηράγγων από σκυρόδεμα”.
Οι αρχικές οδηγίες δοκιμών εισήχθησαν το 1986 με την έκθεση της TNO “BI-86-69 – Διαδικασία Δοκιμής Πυρκαγιάς Προστασίας Σηράγγων”, η οποία περιελάμβανε δοκιμές σε πλάκες από σκυρόδεμα χρησιμοποιώντας μια πρόσφατα ανεπτυγμένη καμπύλη πυρκαγιάς RWS που προσομοιώνει πυρκαγιά υδρογονανθράκων. Το 1998, η RWS και η TNO (τώρα Efectis Nederland) ανέπτυξαν από κοινού μια πιο ολοκληρωμένη διαδικασία στο έγγραφο “1998-CVB-R1161 (rev.1) – Πυροπροστασία για Σήραγγες”, το οποίο επεκτάθηκε στις δοκιμές συστημάτων πυροπροστασίας και περιελάμβανε αξιολογήσεις της συμπεριφοράς αποφλοίωσης σκυροδέματος κατά τη διάρκεια πυρκαγιών.
Η Efectis κυκλοφόρησε μια ενημερωμένη έκδοση αυτής της διαδικασίας το 2008 ως το έγγραφο “2008-Efectis-R0695”, σχεδιασμένο για να καλύπτει ένα ευρύτερο φάσμα σχεδίων σηράγγων και υλικών πυροπροστασίας. Πιο πρόσφατα, καθώς η τεχνολογία πυροπροστασίας έχει προχωρήσει και έχουν εμφανιστεί νέα πυράντοχα υλικά, οι RWS και Efectis αναθεώρησαν ξανά τη διαδικασία το 2020. Αυτή η αναθεώρηση περιλαμβάνει νέα πρότυπα για την αξιολόγηση της σύνθεσης του σκυροδέματος για την καλύτερη αξιολόγηση της αποφλοίωσης, καθώς και δοκιμές πυραντίστασης για πρόσθετα εξαρτήματα σηράγγων, όπως πόρτες και αγωγούς καλωδίων. Οι τελευταίες ενημερώσεις εισήγαγαν επίσης δυνατότητες επιτόπιων δοκιμών μέσω της χρήσης κινητών φούρνων, αναγνωρίζοντας την αυξανόμενη ζήτηση για επιτόπιες αξιολογήσεις πυρασφάλειας. Ένα παράδειγμα τέτοιας δοκιμής περιγράφεται από έναν από τους εργολάβους για παθητική πυροπροστασία – TBT, καθώς και από την Efectis.
Η έκδοση του 2020, με τίτλο “Efectis-R0695 2020 Διαδικασία δοκιμής πυρκαγιάς για επενδύσεις σηράγγων από σκυρόδεμα και άλλα εξαρτήματα σηράγγων“, ενσωματώνει αυτές τις αλλαγές για να αντικατοπτρίζει τις πιο πρόσφατες γνώσεις και πρακτικές στην πυρασφάλεια σηράγγων.
Πώς χρησιμοποιείται η καμπύλη πυρκαγιάς RWS;
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό και την κατασκευή σηράγγων για την αξιολόγηση της πυραντίστασης των δομικών στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων:
– Επενδύσεις από σκυρόδεμα – Το σκυρόδεμα στις σήραγγες πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει σε ακραίες θερμοκρασίες χωρίς να ραγίζει ή να θρυμματίζεται, κάτι που μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη δομική ακεραιότητα της σήραγγας.
– Χαλύβδινες ενισχύσεις – Οι χαλύβδινες ενισχύσεις εντός της σήραγγας πρέπει επίσης να αντιστέκονται στη θερμότητα, αποτρέποντας την κατάρρευση κατά τη διάρκεια και μετά από μια πυρκαγιά.
– Συστήματα Πυροπροστασίας Σηράγγων – τα υλικά παθητικής πυροπροστασίας σήραγγας, οι πυροσβεστικές σανίδες ή οι πυράντοχες επενδύσεις και τα συστήματα εξαερισμού σχεδιάζονται με βάση τη θερμοκρασία και τη διάρκεια των πυρκαγιών που μοντελοποιούνται από την καμπύλη RWS.
Εφαρμόζοντας την καμπύλη RWS, οι σχεδιαστές σηράγγων διασφαλίζουν ότι ακόμη και σε περίπτωση πυρκαγιάς μεγάλης κλίμακας, η δομή της σήραγγας θα παραμείνει άθικτη για αρκετό καιρό ώστε να επιτρέπει την ασφαλή εκκένωση και τις επιχειρήσεις πυρόσβεσης.
Σύγκριση με άλλες καμπύλες πυρκαγιάς σε σήραγγες
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS είναι μόνο μία από τις πολλές καμπύλες πυρκαγιάς που χρησιμοποιούνται στη μηχανική πυρασφάλειας, καθεμία από τις οποίες αντιπροσωπεύει διαφορετικά σενάρια πυρκαγιάς:
– Καμπύλη ISO 834: Η καμπύλη πυρκαγιάς ISO 834 είναι μια τυπική καμπύλη πυρκαγιάς που χρησιμοποιείται στον γενικό σχεδιασμό κτιρίων. Αντιπροσωπεύει τυπικά σενάρια πυρκαγιάς σε κτίρια, με χαμηλότερη μέγιστη θερμοκρασία (περίπου 1000°C) σε σύγκριση με την καμπύλη RWS. Ενώ είναι κατάλληλη για τυπικά κτίρια, δεν λαμβάνει υπόψη τις ακραίες συνθήκες πυρκαγιών σε σήραγγες.
– Καμπύλη Υδρογονανθράκων (HC): Η καμπύλη υδρογονανθράκων χρησιμοποιείται για την προσομοίωση πυρκαγιών που αφορούν καύσιμα υδρογονανθράκων, όπως πετρέλαιο και φυσικό αέριο. Φτάνει σε θερμοκρασία περίπου 1100°C και χρησιμοποιείται σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, υπεράκτιες πλατφόρμες και ορισμένα σχέδια σηράγγων. Η καμπύλη RWS αντιπροσωπεύει ένα πιο σοβαρό σενάριο, με υψηλότερη μέγιστη θερμοκρασία και μεγαλύτερη διάρκεια.
– Τροποποιημένη Καμπύλη Υδρογονανθράκων (HCM): Η καμπύλη HCM είναι μια προσαρμογή της καμπύλης υδρογονανθράκων, με υψηλότερη μέγιστη θερμοκρασία περίπου 1300°C. Χρησιμοποιείται επίσης σε σήραγγες, αλλά αντιπροσωπεύει ένα ελαφρώς λιγότερο έντονο σενάριο πυρκαγιάς σε σύγκριση με την καμπύλη RWS.
Χώρες και πρότυπα που εφαρμόζουν την καμπύλη πυρκαγιάς RWS
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS είναι ευρέως αναγνωρισμένη και χρησιμοποιείται σε αρκετές χώρες για την πυρασφάλεια σε σήραγγες, ιδιαίτερα στο πλαίσιο των οδικών σηράγγων. Μερικές από τις βασικές χώρες που ενσωματώνουν την καμπύλη πυρκαγιάς RWS στα εθνικά τους πρότυπα ή στις πρακτικές σχεδιασμού περιλαμβάνουν:
Ολλανδία – Ως δημιουργός της καμπύλης πυρκαγιάς RWS, η Ολλανδία χρησιμοποιεί εκτενώς αυτήν την καμπύλη στα εθνικά της πρότυπα για τον σχεδιασμό οδικών σηράγγων και την πυρασφάλεια.
Βέλγιο – οι ολλανδόφωνες περιοχές του Βελγίου χρησιμοποιούν επίσης την καμπύλη RWS στις προδιαγραφές και τον σχεδιασμό των σηράγγων.
Πολωνία – η πρόσφατη ενημέρωση των κατασκευαστικών κανονισμών για τις σήραγγες περιλαμβάνει την καμπύλη πυρκαγιάς RWS για τις πολωνικές οδικές σήραγγες. Το πλήρες κείμενο βρίσκεται εδώ.
ΗΠΑ – Το NFPA 502 αναφέρεται στην πυροπροστασία των σηράγγων με καμπύλη πυρκαγιάς RWS.
Σαουδική Αραβία – σε πολλά έργα στη Σαουδική Αραβία συναντήσαμε απαιτήσεις σύμφωνα με το NFPA 502.
Νότια Κορέα – οι πρόσφατες ενημερώσεις από το Κορεατικό Υπουργείο Γης, Υποδομών και Μεταφορών στις Οδηγίες Πυρασφάλειας Οδικών Σηράγγων αναφέρουν επίσης την καμπύλη πυρκαγιάς RWS
Η Σημασία των Καμπυλών Πυρκαγιάς στην Ασφάλεια των Σηράγγων
Οι καμπύλες πυρκαγιάς, όπως το RWS, είναι απαραίτητα εργαλεία για να διασφαλιστεί ότι οι σήραγγες σχεδιάζονται με τα υψηλότερα πρότυπα ασφαλείας. Προσομοιώνοντας σενάρια πυρκαγιάς σε πραγματικό κόσμο, αυτές οι καμπύλες βοηθούν τους μηχανικούς να προσδιορίσουν την απαραίτητη πυραντίσταση των υλικών και των κατασκευών. Οι σήραγγες, λόγω της περιορισμένης φύσης τους, απαιτούν ισχυρή πυροπροστασία για την πρόληψη καταστροφικών ζημιών και τη διασφάλιση της ασφάλειας των επιβατών κατά την εκκένωση.
Εκτός από τον δομικό σχεδιασμό, οι καμπύλες πυρκαγιάς επηρεάζουν επίσης την ανάπτυξη συστημάτων εξαερισμού και τεχνολογιών καταστολής πυρκαγιάς. Αυτά τα συστήματα πρέπει να είναι σε θέση να διαχειρίζονται την ακραία θερμότητα και τον καπνό για να προστατεύουν τόσο τη δομή της σήραγγας όσο και τους ανθρώπους στο εσωτερικό.
Η καμπύλη πυρκαγιάς RWS είναι ένα κρίσιμο εργαλείο στον τομέα της πυρασφάλειας των σηράγγων, ιδιαίτερα για τις οδικές σήραγγες. Προσομοιώνοντας τις έντονες συνθήκες μιας πυρκαγιάς μεγάλης κλίμακας, όπως μια πυρκαγιά σε βυτιοφόρο, η καμπύλη RWS διασφαλίζει ότι οι σήραγγες μπορούν να αντέξουν την ακραία θερμότητα και να συνεχίσουν να παρέχουν ασφαλή διέλευση για επιχειρήσεις εκκένωσης και πυρόσβεσης.
Καθώς οι υποδομές αναπτύσσονται και τα δίκτυα μεταφορών γίνονται πιο περίπλοκα, η χρήση προηγμένων καμπυλών πυρκαγιάς, όπως το RWS, θα είναι το κλειδί για την προστασία ζωών και τη διατήρηση κρίσιμων δομών. Μέσω αυστηρών δοκιμών και τήρησης των προτύπων πυρασφάλειας, οι σήραγγες μπορούν να σχεδιαστούν ώστε να αντέχουν ακόμη και στα πιο σοβαρά σενάρια πυρκαγιάς, διασφαλίζοντας ότι παραμένουν ασφαλείς και λειτουργικές σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.
Τι είναι το RWS120;
Είναι μια περιγραφή της καμπύλης πυρκαγιάς RWS που διαρκεί 120 λεπτά. Μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα η θερμοκρασία αυξάνεται απότομα στους 1350°C εντός των πρώτων 60 λεπτών και παραμένει στους 1200°C μέχρι το 120ό λεπτό.
Τι είναι το RWS180
Είναι μια καμπύλη πυρκαγιάς RWS με διάρκεια 180 λεπτών. Την πρώτη ώρα της δοκιμής, η θερμοκρασία κορυφώνεται στους 1350°C και στη συνέχεια μειώνεται στους 1200°C μέχρι τα 180 λεπτά συνολικής διάρκειας.
Πλάκες Πυρασφάλειας Σηράγγων Aestuver και η Καμπύλη Πυρασφάλειας RWS
Γιατί συζητάμε καν αυτήν την καμπύλη πυρκαγιάς στο πλαίσιο των πλακών πυρασφάλειας σηράγγων Aestuver;
Ένας από τους καλύτερους τρόπους για την προστασία των κατασκευών σηράγγων από τις καταστροφικές συνέπειες της πυρκαγιάς είναι η χρήση πλακών πυρασφάλειας Aestuver.
Εγκαθιστώντας την πυρασφάλεια Aestuver, μπορείτε να περιορίσετε τη μέγιστη θερμοκρασία στην επιφάνεια του σκυροδέματος στις απαιτήσεις σχεδιασμού.
Η πλάκα σήραγγας Aestuver έχει δοκιμαστεί σε συνθήκες πυρκαγιάς RWS, δηλαδή RWS120 και RWS180. Το πάχος της πλάκας σε αυτές τις περιπτώσεις επιλέγεται με βάση τις απαιτήσεις σχεδιασμού και τις μέγιστες επιτρεπόμενες θερμοκρασίες στην επιφάνεια του σκυροδέματος. Με αυτόν τον τρόπο, η πλάκα σήραγγας Aestuver προστατεύει τη δομή από την αποφλοίωση που προκαλείται από πυρκαγιά.
0 σχόλια