Tagarchief: tunnelveiligheid

Computational Fluid Dynamics: rekenkracht zorgt voor tunnelveiligheid

19 juni 2020

Een goede Rook- en Warmteafvoer is van levensbelang voor tunnels, zodat in geval van calamiteiten weggebruikers veilig uit de tunnel kunnen vluchten en hulpdiensten veilig toegang kunnen krijgen. Colt International BV levert oplossingen voor rookbeheersing in verkeers-, spoor- en metrotunnels.

De totale combinatie aan rookbeheersingssystemen wordt door hen ontworpen en geleverd, dat kunnen onder anderen tunnelventilatiesystemen zijn die werken door verplaatsing van lucht (afvoeren en/of door stuwdruk) en door overdruk (trappenhuizen en vluchtgangen). Om te zorgen voor een installatie die op zijn taak is berekend, moeten er calculaties gemaakt worden. In de basis dient daar een ProTuVem-calculatie voor, die voor een eerste indicatie prima is. Colt valideert de ProTuVem ontwerpen vervolgens middels CFD, ofwel ‘Computational Fluid Dynamics’.

Ontwerp optimalisatie

Met behulp van CFD-simulaties is het mogelijk om nauwkeuriger voorspellingen te doen met betrekking tot de effectiviteit van het tunnelventilatiesysteem en de overdrukinstallatie. Met CFD is het mogelijk om te zoeken naar mogelijke verbeteringen en/of systeemoptimalisaties. Denk hier bijvoorbeeld aan de brandwerende bekleding van de tunnel zoals omschreven door Promat / Etex met de daarbij behorende positieve effecten op de veiligheid. Colt International BV ziet in CFD op dit moment de best beschikbare methode om (lucht)stromingen en overdracht van energie te voorspellen voor (nog) niet bestaande situaties. Door dit in een voorstadium te doen, zijn dure praktijktesten overbodig.

Er kan sneller voldaan worden aan de veiligheidseisen voor een ontwerp voor tunnelventilatie, dankzij de betrouwbare berekeningen die CFD maakt. Ook maakt het werken met CFD het certificeren van een brandveiligheidssysteem makkelijker en sneller. Een bij of krachtens de wet aanwezig brandveiligheidssysteem dient voorzien te zijn van een inspectiecertificaat afgegeven door een ISO17020 type A geaccrediteerde inspectie-instelling. Deze toetst op de afgeleide doelstelling. De toets kan al in de ontwerpfase afgenomen worden, uitgevoerd op basis van de CFD-resultaten. De doorlooptijd om tot het certificaat te komen wordt zo aanzienlijk verkort.

Uit de praktijk

Vialis BV en Van Hattum en Blankenvoort BV, beiden onderdeel van Koninklijke VolkerWessels, realiseren de afbouw en de tunneltechnische installaties van de Tunnel Delft, de tweede fase van het NS-station in Delft. In 2025 zal deze tunnel in zijn geheel (fase 1 en 2) opengaan voor treinverkeer tussen Den Haag en Rotterdam. Colt International BV is de aangewezen partij die zorgt voor brandveiligheid in de tunnels en op het station en is nauw betrokken bij de realisatie van het rookbeheersingssysteem in het station, het ventilatiesysteem in de tunnels en de overdruksystemen in de nood trappenhuizen. Ook hier is CFD ingezet om middels simulaties te voorspellen welk effect luchtstromen hebben in de tunnels en het station, indien er brand uitbreekt.

Computational Fluid Dynamics: zekerheid voor alles in tunnelveiligheid

Lees het gehele artikel

21 april 2020

Een goed Rookbeheersingssysteem/ventilatiesysteem is onontbeerlijk in tunnels, zodat in geval van calamiteiten weggebruikers veilig uit de tunnel kunnen vluchten en hulpdiensten veilig toegang kunnen krijgen. Colt International BV heeft haar focus op brandveiligheid liggen en levert onder andere oplossingen voor rookbeheersing in verkeers-, spoor- en metrotunnels.

Colt International ontwerpt en levert de totale combinatie aan rookbeheersingssystemen. Deze systemen kunnen werken door verplaatsen van lucht, door overdruk, door afvoer (onttrekken) en door stuwdruk (verplaatsen). Dit laatste zie je in tunnels en parkeergarages veelvuldig gebruikt worden. Dergelijke installaties moeten berekend worden. In de basis wordt hier een ProTuVem-calculatie voor gebruikt. Voor de eerste indicatie is dat goed, maar er zitten tekortkomingen aan. Daarom valideert Colt International de ProTuVem ontwerpen met CFD, ofwel ‘Computational Fluid Dynamics.’

Stuwdrukventilatoren Spaarndammertunnel Amsterdam.

Ontwerpen optimaliseren

Zoals gesteld geschiedt het ontwerpen van tunnelventilatiesystemen in de regel met ProTuVem. Daarmee worden probabilistische berekeningen gemaakt, waar echter een aantal nadelen aan kleeft. Zo houdt ProTuVem geen rekening met variatie in geometrie, noch met het niet in lijn staan van auto’s, vrachtwagens en bussen. Ook wordt er onvoldoende rekening gehouden met de wijze waarop de ventilatoren gemonteerd moeten worden. Voor een eerste indruk is ProTuVem echter wel geschikt.

Om tot optimalisatie van een ProTuVem ontwerp te komen, gebruikt Colt International de CFD-techniek. Met behulp van CFD-simulaties is het mogelijk om nauwkeuriger voorspellingen te doen met betrekking tot de effectiviteit van het tunnelventilatiesysteem.

Maar daarnaast worden ook inzichten verworven in bijvoorbeeld de invloed van ruwheid van de tunnelwand, de invloed van nissen en de positieve invloed van brandwerende bekleding van de tunnelwand of plafond. Met CFD is het mogelijk om te zoeken naar mogelijke verbeteringen of systeemoptimalisaties. Colt International ziet in CFD de best beschikbare methode om (lucht)stromingen en overdracht van energie te voorspellen voor (nog) niet bestaande situaties. Door dit in een voorstadium te doen, zijn dure praktijktesten overbodig.

Nog meer voordelen

Door CFD te gebruiken zijn er nog meer voordelen te benoemen. Je kunt er de ontwerptijd van een tunnelventilatiesysteem mee verkorten. Praktijktesten zijn grotendeels overbodig en vrijwel direct kunnen verschillende situaties gesimuleerd worden, zoals brand, type verkeer, buitentemperaturen et cetera. Ook de manieren van ventilatie kunnen getest worden. Denk aan langsventilatie, dwarsventilatie en semi-dwarsventilatie en de hoeveelheid ventilatoren en/of afvoerkanalen, locatie van de ventilatoren en wijze van ophanging. Een ander groot bijkomend voordeel is dat door efficiënter te werken, de opgelegde opleverdatum gehaald kan worden. Omdat vooraf de ideale configuratie bekend is, kan er goed gebudgetteerd worden. Zo weet je precies welke kosten er gemaakt moeten worden om aan de veiligheidseisen te voldoen.

Aan deze veiligheidseisen voor een ontwerp voor tunnelventilatie kan sneller voldaan worden, omdat met CFD betrouwbaardere berekeningen gemaakt kunnen worden. Een brandveiligheidssysteem dient verder voorzien te zijn van een inspectiecertificaat afgegeven door een ISO17020 type A geaccrediteerde inspectie-instelling. Deze toetst op de afgeleide doelstelling. De toets kan al in de ontwerpfase afgenomen worden, uitgevoerd op basis van de CFD-resultaten. De doorlooptijd om tot het certificaat te komen verkort je hierdoor aanzienlijk.

Veilig vluchten en veilige toegang dankzij Rook- en Warmteafvoer

Lees het gehele artikel

13 januari 2020

Tunnelveiligheid is iets waar iedere weggebruiker mee te maken heeft, ook al zien we er
– gelukkig – onder normale omstandigheden niets van. Een goede Rook- en WarmteAfvoer
is van levensbelang in tunnels, zodat weggebruikers een veilig heenkomen kunnen zoeken
en hulpdiensten veilig toegang kunnen krijgen.

Colt International BV is zo’n stille held, die door zijn expertise in rookbeheersingssystemen zorgt voor deze veiligheid. Het bedrijf heeft zijn sporen ruimschoots verdiend op het gebied van rookbeheersing in de infra, door systemen te leveren voor verkeers-, spoor- en metrotunnels. We spreken met Erik Peeters, Commercieel Manager Service & Onderhoud/Brandveiligheid bij Colt.

Een sterke focus op brandveiligheid

“Binnen de Colt Group ligt, internationaal gezien, 80% van onze focus op brandveiligheid. Het zal je dan ook niet verbazen dat we in Nederland zo’n 85% van alle metrostations hebben voorzien van een rookbeheersingssysteem”, legt Peeters uit.

“Om specifiek te zijn gaat het om de totale combinatie aan rookbeheersingssystemen. We verplaatsen lucht door middel van overdruk, afvoer (onttrekken) en stuwdruk (verplaatsen). Dit laatste zie je in tunnels en parkeergarages gebruikt worden.”

Nederland verschilt qua tunnelbouw met het buitenland

“Waar we in het buitenland tunnels met tweerichtingsverkeer in één tunnelbuis tegenkomen, is hier het principe met twee tunnelbuizen gangbaar. Elke tunnelbuis kent éénrichtingsverkeer. Dat is voor het verkeer veel veiliger. Zo’n tunnelbuis heeft, bij bepaalde lengte, ventilatie nodig en juist daar ontwikkelen wij de juiste systemen voor”, vervolgt Peeters.

“Zo’n installatie wordt in basis berekend aan de hand van een PROTUVEM-calculatie. Voor een eerste indicatie is dat goed, maar wij kijken verder. We kijken o.a. naar hoe de tunnelgeometrie zit en hoeveel verkeer er doorheen gaat. We voeren alle data in een Computational
Fluid Dynamics (CFD) model en berekenen alles aan de hand van de fysieke eigenschappen van een tunnel. Vervolgens wordt er een worst case scenario brand gesimuleerd. Het model berekent dan welke stuwkracht er nodig is om de rook en warmte uit de tunnel te krijgen. Voor de brand moet alles rookvrij zijn, de rook moet achter de brand geblazen worden. Om het middentunnelkanaal en de vluchtdoorgangrookvrij te krijgen, maakt Colt daar een overdruksysteem. Zo houd je de rook al bij de vluchtdeuren tegen”, aldus Peeters.

Portaalventilatoren in verkeerstunnel

Alles uit één hand

Ontwerpen die met PROTUVEM gemaakt worden, worden door Colt met CFD gevalideerd. “Vanuit het ontwerp maken we direct een praktische invulling van de installatie gebaseerd op jarenlange ervaring. Die kunnen we -wederom in eigen beheer- zelf verder uitwerken in tekeningen en schema’s, waarbij direct rekening gehouden wordt met onder andere systeembeschikbaarheid, bereikbaarheid, onderhoudbaarheid, veiligheid en exploitatie. Daarna installeren onze mensen de installatie, waarop een voortest volgt in CFD, middels een raster met meetpunten. Dat raster wordt in de praktijk uitgezet in de tunnel, waarna de snelheden worden nagemeten. Dat zorgt meteen voor de validatie.”

Nadat de ventilatoren voor het project geselecteerd zijn, ondergaan deze eerst een Factory Acceptance Test (FAT) in de fabriek, waarbij er getest wordt op werking, capaciteit en geluid. Na installatie volgt er een Site Acceptance Test (SAT + SIT). “Na deze test kunnen we de tunnel opleveren. Met onze manier van werken voldoet de brandveiligheid in de tunnel aan de voorschriften in de laatste aanpassing van het Bouwbesluit in 2012”, vertelt Peeters. “We leveren de tunnel certificeringswaardig op, de keuring wordt echter door daartoe bevoegde inspectiebureaus gedaan. Onderhoud en Beheer doen we ook in eigen beheer, 4 + 8 maanden Beheer, na 12 maanden Onderhoud. Daarna volgt een verlenging van het certificaat. Colt beheerst dus het hele traject, van ontwerp- tot en met onderhoudsfase.”