Branddynamik i tunnlar
Fire Dynamics in Tunnels

VBR001F, 7.5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2023
Beslutad av: Cintia Bertacchi Uvo
Datum för fastställande: 2016-12-15

Allmänna uppgifter

Avdelning: Avdelningen för brandteknik
Kurstyp: Ren forskarutbildningskurs
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Kursens mål är att doktoranden efter avslutad kurs skall förstå de fysikaliska principer som styr brandutveckling, ventilation och branddynamik (sikt, gas, temperatur, värmestrålning, flamhöjd, flamspridning, etc.) i undermarksanläggningar. Doktoranden skall också förstå principerna bakom utvecklingen av toxiska ämnen i samband med bränder i undermarksanläggningar och hur dessa ämnen påverkar personer som utsätts för brandrök. Vidare skall doktoranden kunna härleda och använda relevanta matematiska metoder för att beräkna brandens utveckling och spridning samt till vilken grad de personer som vid brandutbrottet befinner sig i undermarksanläggningen kan komma att exponeras för branden. Kursens mål innefattar även att doktoranden skall förstå hur avgörande aspekter gällande värmeflöden relaterar till undermarksanläggningars konstruktion, liksom ventilationförhållandenas påverkan på brandens utveckling i olika skalor.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• beskriva brandförlopp och branddynamik i undermarksanläggningar
• förklara brandegenskaper i fordon, hur branden sprids och hur ventilation påverkar branden
• förklara och härleda ingenjörsmodeller för dimensionerade bränder, sikt, flamhöjder, kritisk hastighet, rökspridning mot tilluftens riktning (backlayering), rök stratifieringen, produktion av rök och toxiska gaser
• förklara modeller för Fractional Effective Dose (FED) och Fractional Effective Concentration (FEC) som används för att prediktera medvetenlöshet vid bränder.
• förstå viktiga parametrar för CFD beräkningar i tunnlar
• förstå skalningsmetoder och tekniker för brand i tunnlar

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• använda modeller och korrelationer i ett projektarbete som kopplat till en fallstudie av en brand i en tunnel.
• använda metoder för att analysera en tunnelbrand med avseende på brandutveckling, brandstorlek och produktion av förbränningsprodukter, temperatur och värmeflöde
• kunna analysera en tunnelbrand, med hjälp av FED/FEC-analys, och relatera resultaten till miljön för människors överlevnad
• självständigt kunna söka information (tidningar, artiklar, rapporter, manualer etc) om brandutveckling, påverkan på människor från förbränningsprodukter, värme och strålning
• kunna beräkna värmeexponering för tunnelkonstruktion och hur den påverkar hållfastheten
• kunna rekonstruera ett brandscenario och dess konsekvenser i en tunnel.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden kunna betrakta relevanta vetenskapliga och etiska aspekter vid design av undermarksanläggningar.

Kursinnehåll

Kursen ges till doktorander vid avdelningen för brandteknik, Lunds universitet, samt doktorander vid andra universitet samt externa deltagare som uppfyller de grundläggande kraven på bakgrundsutbildning relaterad till ämnet. Kursen innehåller seminarier, föreläsningar och övningar. Litteraturen består av boken Tunnel Fire Dynamics, skriven av Haukur Ingason, Ying Zhen Li och Anders Lönnermark 2015. Boken täcker helt kursens innehåll och ger nödvändig bakgrund till de problem som ska lösas. Denna bok innehåller bland annat information om generering av förbränningsprodukter, värme och strålning, effekter av förbränningsprodukter, värme och strålning, temperaturer, värmeflöde etc. Före varje seminarium läser studenterna specifika kapitel i listan nedan för individuella seminarier. Mellan seminarierna är det meningen att doktoranderna (vilket inte krävs för externa deltagare som inte kräver högskolepoäng) ska arbeta med korta inlämningsuppgifter som presenteras och diskuteras kort på följande seminarium. I slutet av kursen ska studenterna tillämpa de inhämtade kunskaperna och analysera ett typiskt problem, t.ex. kopplat till brandutvecklingen i en tunnel. Det förutsätts att studenten utvecklar en enkel modell som förutsäger resultatet av den valda uppgiften genom ett projektarbete. I början av kursen introduceras projektarbetet. Detta projektarbete kommer att presenteras vid slutseminariet. Generellt ska en kort uppsats (max 2 A4-sidor) lämnas in före varje seminarium innehållande författarens reflektion över materialet för seminariet.

Kurslitteratur

Tunnel Fire Dynamics, written by Haukur Ingason, Ying Zhen Li and Anders Lönnermark 2015.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, seminarier, projekt

Kursens examination

Examinationsformer: Inlämningsuppgifter, seminarieföredrag av deltagarna
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förkunskapskrav: Bachelor i FSE, Civ. Ing. eller Masters i ett tekniskt ämne
Förutsatta förkunskaper: värmetranport, flödesdynamik, termodynamik
Urvalskriterier: Brandingenjörs erfarenhet

Övrig information

minimum antal studenter: 5

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:

• Haukur Ingason <haukur.ingason@brand.lth.se>
• Nils Johansson <nils.johansson@brand.lth.se>