Bezpieczeństwo konstrukcji budynków podczas pożaru

fot. Michał Łepecki

Przeprowadzone badania dotyczyły bezpieczeństwa konstrukcji budynków w pożarze. Głównym elementem rozwijanym podczas badań był zintegrowany system obliczeniowy wykorzystujący wyniki symulacji pożarowych do analizy odpowiedzi termo-mechanicznej konstrukcji. Zbudowany system obliczeniowy ma na celu wspierać projektanta konstrukcji budowlanych w podejmowaniu decyzji projektowych.

Wartość poznawcza badań wyraża się poprzez kompleksowe uwzględnienie zjawisk pożarowych. Wnioskowanie na temat bezpieczeństwa konstrukcji odwołuje się do wyników symulacji bazujących na połączonych modelach: hydrodynamicznego pożaru, przepływu ciepła do konstrukcji oraz mechaniki konstrukcji. W tym celu wykorzystuje się modele fizyczne (opisujące zjawiska fizyczne), przeciwstawiając je tradycyjnemu podejściu, w którym wnioskowanie na temat bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji nie uwzględnia rzeczywistego oddziaływania pożaru, a  opiera się jedynie na ustandaryzowanych relacjach pomiędzy temperaturą gazów pożarowych a czasem.

Kluczową rolę w badaniach odegrał opracowany model przepływu ciepła łączący symulacje pożaru i analizy termo-mechaniczne konstrukcji. Użyteczność opracowanego modelu przepływu ciepła została zweryfikowana eksperymentalnie. Zarówno w badaniach numerycznych, jak i eksperymentalnych, skorzystano z nowatorskiego podejścia do opisywania oddziaływań termicznych, wykorzystując koncepcję temperatury powierzchni adiabatycznej. W ramach badań wyprowadzono analityczne rozwiązanie równania równowagi cieplnej powierzchni adiabatycznej, które pozwoliło na łatwiejsze określenie warunków brzegowych w analizie termicznej konstrukcji oraz łatwiejsze skorelowanie badań eksperymentalnych z modelem teoretycznym.

Zastosowanie opracowanego systemu obliczeniowego do analizy odpowiedzi mechanicznej rzeczywistej konstrukcji pozwoliło na uwzględnienie we wnioskowaniu szeregu zjawisk fizycznych mających bezpośredni wpływ na zmiany stanu konstrukcji i rozwój deformacji, które przy korzystaniu z tradycyjnego podejścia nie były brane pod uwagę. Wzbogacono więc możliwości poznawcze, dzięki czemu zakres analiz jest pełniejszy i pozwala na bardziej dokładne oszacowanie poziomu bezpieczeństwa.

dr inż. Michał Malendowski

fot. Michał Łepecki

Absolwent Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej. Od 2011 r. pracownik naukowo-dydaktyczny na stanowisku asystenta w Instytucie Konstrukcji Budowlanych Politechniki Poznańskiej. Uczestniczył w czterech stażach zagranicznych: na uniwersytetach w Tampere (Finlandia) i Sheffield (Wielka Brytania), w jednostce naukowo-badawczej VTT (Technical Research Centre of Finland, Finlandia) oraz w dziale badań i rozwoju nowojorskiej firmy konsultingowej Weidlinger Associates, Inc. Trzymiesięczny staż naukowy w angielskim Sheffield realizowany był w ramach stypendium uzyskanego w konkursie ETIUDA 4. Jego zainteresowania badawcze koncentrują się głównie wokół zagadnień bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji budowlanych. Celem prowadzonych badań jest kompleksowe uwzględnianie zjawisk pożarowych na etapie budowania modeli obliczeniowych. Wyniki swoich badań prezentował na kilkudziesięciu konferencjach naukowych, głównie o zasięgu międzynarodowym. Jest autorem lub współautorem 21 publikacji naukowych, w tym w czasopismach indeksowanych.

Data publikacji: 24.10.2018