ASSOCIAÇÃO DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
1º Workshop - SCIE
Uso da Modelação Computacional (FDS/Pyrosim e Pathfinder): exemplo de aplicação na Casa da Música e Coliseu do Porto
www.ap2inc.pt
ASSOCIAÇÃO DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
1º Workshop - SCIE
Uso da Modelação Computacional (FDS/Pyrosim e Pathfinder): exemplo de aplicação na Casa da Música e Coliseu do Porto João Emílio Almeida1 Renato Sousa2 Sérgio Baptista Araújo3 1
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1 Engº
Informático, Mestre em Seg. C. Inc. Urbanos (Univ.Coimbra), Doutor em Engª Informática (FEUP), Investigador no LIACC (Lab. de Inteligência Artificial e Ciência de Computação), Membro Sénior e Especialista em Segurança da Ordem dos Engenheiros. Diretor da AVANTEC.. 2 Doutor Engª Química (FEUP-Univ.Porto),Mecânica dos Fluidos. Dipl. von
Karman Institute for Fluid Dynamics, Bélgica. Experiência de CFD a nível industrial e académico. Vice-Presidente da Ass. Portuguesa de Blender. Investigador FEUP num projecto europeu CFD turbulência elástica. 3Ten-Cel da Reserva do Corpo de Bombeiros Militar Estado Rio de Janeiro. MBA em Gestão
Estratégica das Empresas - UES. Especialista em SCI - Fire Defence Agency, Japão. Especialista em Análise e Gerenciamento de Riscos Industriais pela COPPE-UFRJ. Especialista em Administração de Desastres pela National Land Agency, Japão. Prof. Convidado Engª Prot.C.Inc. em várias Univ.(UFRJ/UFF/PUC-RJ/USS/UGF). Projetista e autor de vários livros e cursos. Diretor da SYGMA Fire Protection Engineering. www.ap2inc.pt
Sumário Uso da Modelação Computacional em Projetos Baseados no Desempenho: exemplo de aplicação na Casa da Música e Coliseu Porto ●
Introdução (apresentação)
●
Modelação Computacional: Evacuação e Desenvolvimento Incêndio
●
FDS / Pyrosim e Pathfinder
●
Dois cenários experimentais: Sala Suggia e Sala 2 da Casa da Música
●
Resultados e Conclusões
ASSOCIAÇÃO DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
1º Workshop - SCIE
Apresentação: João Emílio Almeida • Engº Informático (14 anos analista/programador IBM AS/400 – Real Vida Seguros, SA) • AVANTEC – Sites, consultoria Informática => Projetos e SCIE! • 2005: Mestrado SCIE Univ.Coimbra (concluído em 2008) • 2003 -> 2010: muitos projetos • Crise => bolsa doutoramento FCT => FEUP => Engª Informática! • Jogos Sérios + Comportamento Humano em Emergências • Futuro: Casa da Música, Coliseu do Porto, AP2INC, ...
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Introdução ao tema Projeto Baseado no Desempenho (PBD) parâmetro chave: Tempo!! de Evacuação e Desenvolvimento de Incêndio! SCIE => prescritiva versus PBD (Performance Based Design – Projecto baseada no desempenho)
• PBD => Análise de Risco e validação • Factor crucial: tempo de evacuação (ASET / RSET)
• Evacuação depende… do comportamento humano!
Conceitos ASET (Available Safe Egress Time)
• tempo disponível para evacuar (antes do colapso)
RSET (Required Safe Egress Time)
• tempo necessário para evacuar (em segurança)
ASET > RSET!
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Conceitos ASET (Available Safe Egress Time)
• Legislação (code based) • Desempenho (engª segurança ou Performance Based Design)
RSET (Required Safe Egress Time) • RSET=td + ta + to + ti + te
1. deteção 2. pré-evacuação 3. evacuação
td - tempo deteção ta - notificação dos ocupantes to – decisão abandonar o edifício ti – tempo inicio evacuação te –tempo de evacuação
Conceitos ASET (Available Safe Egress Time) • Legislação (code based) • Desempenho (engª segurança ou
Performance Based Design)
RSET (Required Safe Egress Time) • RSET=td + ta + to + ti + te
td - tempo deteção ta - notificação dos ocupantes to – decisão abandonar o edifício ti – tempo inicio evacuação te –tempo de evacuação
Tempo: Variável fundamental! 1 – de EVACUAÇÃO;
2 – disponível para ocupantes!
Modelação de incêndio FDS: Fire Dynamic Simulator (NIST)
BlenderFDS: Blender plug-in for FDS
PyroSim: professional software for FDS
Smokeview: Post-Processing FDS visualization software (NIST)
Modelação de incêndio: FDS NIST Special Publication 1018-1 Sixth Edition
Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide Mathematical Model Kevin McGrattan, Randall McDermott, Fire Research Division - Engineering Laboratory, Gaithersburg, Maryland, USA Simo Hostikka, Aalto University - Espoo, Finland Jason Floyd, Craig Weinschenk, Jensen Hughes, Baltimore, Maryland, USA Kristopher Overholt, Continuum Analytics -Austin, Texas, USA
April 5, 2016 FDS Version 6.4.0
Modelação de incêndio: FDS LES – Large Eddy Simulation: Momentum Transport: Radiation: Mass & Species Transport: Turbulent Viscosity: Turbulent Combustion: Heat Release Rate: …
Modelação de evacuação: Pathfinder 2016 Agent-based egress simulator SFPE mode (Nelson and Mower, 2002) / Steering mode (Amor et al., 2006) Calibration: IMO (International Maritime Organization ) tests Navigable Mesh Behaviours: seek goals; waypoints; exits Path planning: locally quickest Door choice: minimizing travelling cost … April 2016 Pathfinder Version 2016.1.0229 x64
Modelação de evacuação: Pathfinder 2016
Scenario editor based on AutoCAD architectural files April 2016 Pathfinder Version 2016.1.0229 x64
Modelação de evacuação: Pathfinder 2016
Multi-Floor
Profile editor: • gender • age • cinematic & physics • CG • behaviour •…
April 2016 Pathfinder Version 2016.1.0229 x64
Modelação de evacuação: Pathfinder 2016
High definition Computer Graphics April 2016 Pathfinder Version 2016.1.0229 x64
Casa da Música Solução: • Concurso internacional - Porto 2001 (em 1999) – Arq. Rem Koolhaas OMA • Início escavações em finais 1999 / Inauguração 15 de Abril 2005
Casa da Música Solução:
Caso de estudo FDS: Sala 1 Suggia- Casa da Música
Solução:
Malha com 0,25 m de resolução (~ 1.7 milhões de elementos) Simulado foco de incêndio no palco com 75 kW (equivalente a um amplificador), sem controlo de fumos Tempo real simulado: 1000 s Tempo de computação: 3 dias (workstation com 10 CPU’s)
Caso de estudo FDS: Sala 1 Suggia- Casa da Música
Solução:
Malha com 0,25 m de resolução (~ 1.7 milhões de elementos) Simulado foco de incêndio no palco com 75 kW (equivalente a um amplificador), sem controlo de fumos Tempo real simulado: 1000 s
Caso de estudo FDS: Sala 2 - Casa da Música
Solução:
Malha com 0,15 m de resolução (~ 1.7 milhões de elementos) Simulado foco de incêndio no palco com 75 kW (equivalente a um amplificador), sem controlo de fumos Tempo real simulado: 1000 s
Caso de estudo FDS: Sala 2 - Casa da Música
Solução:
Caso de estudo: evacuação Sala 1 Suggia- Casa da Música
Solução:
• Sala de Concertos, área: 1100 m2
•
Lotação (lugares sentados): plateia 1069; Coro 143; Camarote I/II 13
Data
Evento
10-042016 12-042016 16-042016 17-042016 1 7 0 4 2 0 1 6
Público
Tempo real
Tempo Pathfinder 02:42
NOS Club
1000
04:33
Ciclo Piano
738
04:05
Vozes da Rádio
1000
07:07
Orquestra (12:00)
900
05:55
Coros – Dia mundial da Voz
01:50 02:42 02:21
0 4 : 1 0
01:34
Caso de estudo: evacuação Sala 1 Suggia- Casa da Música
Solução:
Caso de estudo: evacuação Sala 1 Suggia- Casa da Música
Solução:
Caso de estudo: evacuação Sala 2 - Casa da Música
Solução: • Área: 320 m2
• Lotação: 250/300 pessoas sentadas / 650 pé (portas abertas) • Tempos de desocupação (reais) Disposição
Data
Evento
Público
inicio
fim
tempo
Sentados
11-04-2016 Pássaro e fogo
211
11:48:20
11:52:20
00:04:00
Pé
14-04-2016 Legendary Tiger Man
628
23:46:43
23:54:30
00:07:47
Caso de estudo: evacuação Sala 2 - Casa da Música
Solução:
Caso de estudo: evacuação Sala 2 - Casa da Música
Solução:
Outro de estudo: evacuação Coliseu Porto
Solução:
Outro de estudo: evacuação Coliseu Porto
Solução:
Modelação Computacional (FDS/Pyrosim e Pathfinder): CONCLUSÕES
Solução:
Uso da Modelação Computacional: • Legislação Prescritiva vs. Projeto Baseado no Desempenho (PBD) • •
quando legislação não é aplicável, ex: projetos complexos, edif. . existentes) artº 14 e artº 14-A (DL 224/2015) Planos de Segurança: auxiliar nas Medidas Autoproteção • Planos de Evacuação • Simulacros!
• atenção!! Regra GIGO
“Garbage In, Garbage Out!”
ASSOCIAÇÃO DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
1º Workshop - SCIE
Modelação Computacional (FDS/Pyrosim e Pathfinder): exemplo de aplicação na Casa da Música e Coliseu do Porto
Obrigado pela atenção! Questões? João Emílio Almeida –
[email protected] Projetista e consultor de SCIE - www.avantec.net Mestre em SCIE (Univ.Coimbra), Doutor Engª Informática (FEUP) Investigador LIACC (Lab. Intelig.Artif. Ciência Computadores ) Membro Sénior e Especialista Segurança – Ordem Engenheiros
Renato Sousa –
[email protected]
Doutor Engª Química - Mecânica dos Fluidos (FEUP). Investigador na FEUP. Dipl. von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bélgica.
Sérgio Baptista Araújo –
[email protected] Ten.Cor.Bombeiros RJ, Prof.convidado UFRJ/UFF/PUC-RJ/USS/UGF. MBA em Gestão Estratégica Empresas, UES. Vários cursos Especialista em SCI, Brasil e Japão. Projetista e autor de vários livros e cursos. Diretor da SYGMA Fire Protection Engineering.
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