1. Prestatie gerichte benadering
van brandveiligheid in
Ondergrondse Infrastructuur
Rook- en warmteverspreiding in tunnels en aangrenzende complexen
Brandventilatie

2. Rol van de fire safety engineer
Actieve
systemen
Menselijk Reglement
gedrag ering
FSE
Brand Passieve
fysica systemen
Risico
analyse

3. Rol van de fire safety engineer
Definitie Fire Safety Engineering volgens
The application of engineering principles, rules and expert judgment based on a
scientific appreciation of the phenomena, of the effects of fire, and of the
reaction and behavior of people, in order to:
• Save life, protect property and preserve the environment and heritage
• Quantify the hazards and risk of fire and its effects
• Evaluate analytically the optimum protective and preventative measures necessary to
limit, within prescribed levels, the consequences of fire

4. Rol van de fire safety engineer
Wetenschap Toepassing

5. Rol van de fire safety engineer
• Aanvaardbaar
niveau van
veiligheid voor
de autoriteiten
• Beperking van de
gevolgschade
voor gebouw en
omgeving

6. Prescriptief of Prestatie gericht ?
© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

7. Prescriptief – Prestatie gericht
© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR © EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

8. Brandventilatie: prestatie gericht
• Prestatie eisen ?
• Randvoorwaarden ?
• Bronnen van informatie
raadplegen
• Overleg met AHJ
• Uitgangspuntendocument (UPD)
• = basis studie
• = toetsingskader

9. Brandventilatie: interactie technieken
Ontwerp team
AHJ
Gebouwbeheer
brandventilatie
systeem
Competenties
FSE
comfortventilatie
Integraal concept in
overeenstemming met UPD

10. Illustratief voorbeeld
• Stadstunnel met aangrenzend ondergronds parkeergebouw en
bijhorende circulatie zones, tunneldoorsnede varieert
• QRA => brandventilatie in de vorm van langsventilatie
• Prestatie eis: inzet mogelijkheid brandweer
• Actief systeem: brandventilatie

11. Klassieke tunnel versus ondergronds complex
• Klassieke tunnels: solide basis aan ontwerpcriteria in publicaties
• Ontwerp heeft prescriptief karakter
• bij ontstentenis aan nationale voorschriften => keuze maken uit de beschikbare
internationale voorschriften
• zekerheid en geruststelling voor ontwerper
• duidelijk toetsingskader voor de overheden
• ventilatie snelheden relatief eenvoudig te berekenen
• stuwkracht relatief eenvoudig te berekenen

12. Kritische snelheid
• Rookuitbreiding zonder ventilatie
(rookdensiteit)
(temperatuur)

13. Kritische snelheid
• Terugdringen van rook met ventilatie
2 min na inschakeling ventilatie (rookdensiteit)
V kritisch
2 min na inschakeling ventilatie (temperatuur)
3 min na inschakeling ventilatie (rookdensiteit)

14. Klassieke tunnel
• Centre d’étude des tunnels (FR)

15. Klassieke tunnel
• Rijkswaterstaat steunpunt tunnelveiligheid (NL):

16. Klassieke tunnel
• kritische snelheid Vc'  0.400.20
1 / 3
Q 
' 1/ 3
, Q '  0.20
Vc'  0.40, Q '  0.20
• onderzoek Wu & Bakar:
• H=5,7m Q' 
Q
 0c pT0 g 1 / 2 H 5 / 2
• B=8,8m
• Helling=-3% Vc' 
Vc
gH
• Dhyd=6,91m²
• vkrit=3,29m/s
• modificatie kritische snelheid door helling:
• Onderzoek Atkinson & Wu 
Vcs  Vc 1  0.014   Vc 1  0.014 tan1  / 100
• vkrit=3,38m/s

17. Klassieke tunnel
• kritische snelheid
Q Vc
Q*  Vc* 
 0c pT0 g1 / 2 H 5 / 2 gH
• Onderzoek Li
• H=5,7m Vc*  0.81 Q *'   1/ 3
, Q *'  0.15
Vc*  0.43, Q *  0.15
• B=8,8m
• Helling=-3% V* V V **  exp  0.054l * 
V **  
• vkrit=3,22m/s Vc* Vc
• “confinement velocity” @ 15m 
l *  18.5 ln 0.81Q* / V * , Q*  0.15
1/ 3
 l* 
l
2,8m/s l *  18.5 ln 0.43 / V * , Q*  0.15
H

18. Ondergronds complex: prescriptief oplossen?
© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

19. Ondergronds complex: CFD
• Toepassing van Computational Fluid Dynamics
• fysisch domein indelen in cellen
• Navier-Stokes transportvergelijkingen
voor energie en massa oplossen
mbv krachtige computers

20. Ondergronds complex: CFD
© EUROSTATION/ EURO IMMO STAR

21. Ondergronds complex: CFD
• Belangrijke uitgangspunten:
• locatie brandhaard
• Invloed hoogte plafond
• Invloed helling wegdek en plafonds
• curve brandverloop
• gewenst zicht op de brand op aanvalslocatie
• maximum temperatuur op aanvalslocatie

22. Ondergronds complex: CFD
• Zichtlengte in rook Roetagglomeraat
𝐶𝑠 = 𝐾 𝑚 . 𝜌 𝑌𝑠 [𝑚−1
m2 𝑚2
𝐾𝑚= 8.7 𝑔 ± 1.14 (flaming fires)
𝑔
𝑁
𝑉𝑒𝑟𝑑𝑢𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 = 1 − 𝑒𝑥𝑝 −𝐾 𝑚 𝜌 𝑠𝑜𝑜𝑡,𝑖 ∆𝑥 𝑖 . 100%
𝑖=1
Bron: SFPE handbook FPE

23. Ondergronds complex: beoordeling resultaten
Temperatuur rookgassen Densiteit rookgassen

24. Ondergronds complex: beoordeling resultaten
Temperatuur rookgassen

25. Dank voor uw aandacht
Everyone believes an experiment…except the guy who ran it
And no one believes a calculation…except the guy who made it!