Kursplan för
Branddynamik
Fire Dynamics
VBRF10, 15 högskolepoäng, G2 (Grundnivå, fördjupad)
Gäller för: Läsåret 2013/14
Beslutad av: Utbildningsnämnd C
Beslutsdatum: 2013-04-25
Allmänna uppgifter
Obligatorisk för: BI2
Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska
Syfte
Det övergripande syftet med kursen är att studenterna efter
genomgången kurs skall förstå vilka olika stadier ett
brandförlopp i en byggnad går igenom. Vidare syftar kursen till
att ge studenterna kunskap om olika metoder och tekniker som
tillämpas vid analys av ett brandförlopp samt att utveckla deras
förmåga att kritiskt granska sådana metoder med avseende på
praktisk tillämpning. Kursen syftar också till att öka
ingenjörsmässigheten och förmågan att bygga och analysera
modeller.
Mål
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
- Kunna förklara rummets inverkan på ett brandförlopp.
- Kunna beskriva de antaganden som görs i de vanligaste
modellerna.
- Kunna förklara olika modellers (beräkningsmodeller och
datormodeller) användningsområden och begränsningar för
brandtekniska beräkningar.
- Kunna karaktärisera olika stadier av ett brandförlopp
utifrån olika storheter.
- Ha kännedom om aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete inom
det brandtekniska området.
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
- Kunna använda olika handräkningsmodeller och
datormodeller för beräkning av olika storheter i ett
brandförlopp.
- Kunna beräkna värdet på olika fysiska storheter som är
relaterade till ett brandförlopp.
- Kunna analysera och tolka resultat från brandtekniska
experiment.
- Kunna bedöma rimligheten av framräknade svar från olika
beräkningsmodeller
- Kunna uppskatta värde på indata till beräkningsmodeller och
datormodeller då dessa saknas i problemställningen.
- Kunna designa brandtekniska system för kontroll och hantering
av brandgaser.
- Kunna värdera vilken effekt brandförloppet kan ha på
människor i byggnaden.
- Kunna värdera vilken effekt brandförloppet kan ha på
bärande konstruktioner i stål och trä.
- Kunna beräkna tid till kritiska förhållanden vid brand i en
byggnad.
- Muntligen och skriftligen kunna argumentera för sina val av
modeller och antaganden i analysen av ett brandförlopp i privat
och offentlig verksamhet.
- Kunna presentera resultat från brandtekniska experiment på
ett överskådligt och vetenskapligt sätt.
- Kunna söka och använda information rörande brandförlopp i
byggnader i vetenskapliga tidskrifter och handböcker.
- Kunna planera och genomföra brandtekniska experiment.
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
- Visa förmåga att göra bedömningar av olika modellers
lämplighet för olika typer av problem.
- Visa insikt i vilket ansvar man har som brandingenjör att
välja och redovisa parametrar så att modellerna nyttjas på ett
korrekt sätt.
- Visa förmåga att identifiera sitt behov av ytterligare
kunskap rörande brandförlopp i byggnader.
Kursinnehåll
- Kvalitativ beskrivning av ett brandförlopp. Antändning,
flamspridning. Olika sätt att kategorisera en brand. Byggnadens
effekt på branden.
- Effektutveckling. Massavbrinning och effektutvecklingens
tidsberoende, storleksordningen på effektutvecklingen, olika
testmetoders styrkor och svagheter, alfa-t2 tillväxt, rummets
effekt på effektutvecklingen, framtagandet av en effektkurva.
- Brandplymer och flammor. Froude-talet, medelflamhöjd,
flamhöjdskorrelationer, olika profiler i en plym, ideala plymen,
starka och svaga plymer, plymkorrelationer, ceiling jets, speciella
saker att beakta vid dimensionering, kvasistationära
förhållanden, att välja plymmodell.
- Tryckprofiler. Bakgrund till flöden i byggnader. Bernoullis
ekvation. Olika former av tryck. Beräkna tryck, hastighet och
massflöde genom öppningar.
- Gastemperaturer. Energibalansen, värmeövergångstal,
korrelationer för beräkning av gastemperaturen. Fullt utvecklad
brand, ISO 834, beräkning av temperaturer, olika modeller. Höga
temperaturers inverkan på bärande konstruktioner i stål och
trä.
- Rökfyllnad. Tryckökning i brandrummet. Transienta
rökfyllnadsmodeller. Stationära modeller för kontroll av
brandgaser. Olika brandtekniska system för hantering och kontroll
av brandgaser. Kontinuitetsekvationerna. Sprinkler inverkan på
rökfyllnad. Korrelationer.
- Förbränningsprodukter. Ekvivalenskvot. Sotproduktion. Sikt,
dos. Hur sotpartiklar bildas. CO, CO2.
- Datormodellering. Datormodellers submodeller. Begränsningar i
modellerna. CFD modeller.
Kursens examination
Betygsskala: TH
Prestationsbedömning: Slutbetyget baseras på skriftlig tentamen (enskilt arbete), hemuppgifter (enskilt arbete) och laborationsrapport (arbete i grupp) samt kräver aktivt deltagande vid obligatoriska seminarier.
Delmoment
Kod: 0112. Benämning: Branddynamik.
Antal högskolepoäng: 8. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen. Delmomentet omfattar: Undervisningen baseras på ett antal föreläsningar och övningar.
Kod: 0212. Benämning: Laborationer och hemarbete.
Antal högskolepoäng: 7. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända hemuppgifter och laborationsrapporter samt litteraturseminarium. Delmomentet omfattar: Delmomentet utgörs av ett litteraturseminarium samt fyra hemuppgifter som löses enskilt av studenten. Studenterna arbetar i grupp i fyra stycken laborationer. Kamratgranskning används för att studenterna ska reflektera över sin egen laborationsrapport och hjälpa sina kamrater till en bättre slutrapport.
Antagningsuppgifter
Förutsatta förkunskaper: FMA415 Matematik, endimensionell analys, MMVA01Termodynamik med strömningslära.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: VBR032, VBR033, VBRF05, VBRN05
Kurslitteratur
- Karlsson, B, Quintiere, J G: Enclosure Fire Dynamics. CRC Press,, 1999, ISBN: 0-3-1300-7849.
- Ytterligare litteratur redovisas i kursprogrammet i samband med kursstart.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Universitetslektor Daniel Nilsson, daniel.nilsson@brand.lth.se
Övrig information: I grupparbeten förutsätts aktivt deltagande. Varje gruppmedlem skall enskilt kunna redovisa och svara för innehållet. Uppfyller inte en medlem övrigas krav på aktiv medverkan, eller åsidosätter sina åtaganden, kan beslut av examinator om omplacering till annan grupp eller underkänt betyg erhållas.