CFD Similasyon Analizi

CFD Similasyon Analizi

Kapalı yapılarda yangın en büyük risklerden birini oluşturmaktadır. Çıkan yangınlarda ölüm ve yaralanmaların bir kısmı yüksek ısı nedeniyle olmaktayken diğer bir önemli kısım ise toksik gaz olan karbon monoksit nedeniyle yaralanmakta veya ölmektedir.

Bu nedenle kapalı yapılarda yangın simülasyonları ve yangın esnasında asil ve yedek havalandırma sistemlerini oluşturan temiz hava ve duman tahliye şaftları ile jetfanların doğru konumlandırılması oldukça önemlidir. Havalandırma sistemleri hem insanların kaçışına izin verecek şekilde havalandırma yapabilmeli hemde yangını izole edebilmelidir. Bunun yanında kaçış planı ve rotaları hazırlamak amacıyla hangi bölgelerin tehlikeli seviyede zehirli gaz konsantrasyonuna sahip olduğu hangi bölgelerin insan kaçışına izin vermeyecek şekilde ısındığı bilinmelidir.

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD-CFD) Akışkanlar dinamiğinin bir kolu olup nümerik metodları ve algoritmaları tasarımlarda oluşan akışkan problemlerini çözmek ve analiz etmek için kullanılır. Bu çözümleri gerçekleştirmek ve sıvılar ile gazlar arasındaki etkileşimleri yüzeyler ile tanımlanmış sınır koşulları kullanarak simüle etmek için bilgisayarlar kullanılır. Yüksek hızlı süper bilgisayarlar sayesinde daha iyi çözümler üretilebilmektedir. Ancak teknolojik gelişmeler sayesinde HAD makul seviyede bilgisayar kaynakları kullanmak sureti ile gerçekleştirilebilmektedir. Yazılım tarafındaki gelişmeler sayesinde ise kompleks ve karmaşık simulasyonlar (ör: Türbülanslı akışlar, çok fazlı akışlar, süpersonik akışlar) kolaylıkla modellenebilmektedir.

Tasarım aşaması sistemin devreye alınması ile sonlandırılmış asil ve yedek havalandırma sistemlerinin yangın ve duman performansının incelenmesi duman üreticileri testler ile yapılmaktadır. Test sonucunda performansı gözlemlenen havalandırma sistemlerinin başlarısız olması maliyet ve zaman kaybına neden olmaktadır. Yangın güvenliği mühendisliği alanında hesaplamalı akışkanlar dinamiğinin (HAD) kullanımı yangının doğru özelliklerle tanımlandığı ve tepkimeli olmayan bir akış çözümüyle gerçekçi miktarda sağlanabilmekte tasarım aşamasında havalandırma sistemlerinin bileşen konumu, yangın anı devreye alınma planları, BS7346-7 standardı ve Amerikan NIOSH normlarına göre sistemin ve bileşenlerinin performansı ve sistemin yeterliliği konusunda gerçekçi miktarda doğru bilgiyi sağlayabilmektedir.

Yangın olgusu temel özellikleri açısından nümerik olarak sesaltı hızlarda gerçekleşen yanmanın (deflagrasyon) tetiklediği ve kaldırma kuvveti etkisinde (yerçekiminin etkisinde) bir akış olgusudur.

Yangın duman egzozu ve insan kaçışına yardımcı görevle kullanılan yangın kurtarma sistemleri genel olarak, taze hava şaftları ve içine yerleştirilen endüstriyel tip taze hava fanlarını, duman egzoz şaftları ve içine yerleştirilen sıcak dumana dayanıklı duman egzoz fanlarını, ortamdan egzoz kanal tesisatı aracılığı ile yapılıyorsa kanal sistemi ve bünyesinde bulunan tüm elektro-mekanik bileşenleri, eğer egzoza yardımcı diğer bir sistem olan jetfanlı sistem kullanılıyorsa jetfanları, egzoz ve taze hava şaftlarının ortama açılan pencerelerinde bulunan duman pencerelerini, yangın alevini belli bir bölgeye hapsetmek amacıyla kullanılan yangın pencerelerini, yangın başlangıcını takiben sulama ile söndürme yapan yağmurlama sistemi ve tesisatını ve ek olarak da tüm fanlar, pencereler ve yağmurlama sistemi bileşenlerini harekete geçiren kontrol sisteminin dahilindeki algılayıcıları (sensör), elektrik pano ve güç kablolamalarını ve kontrol panolarını içermektedir. Kaynaklarda “İmpuls Havalandırma” olarak da geçen jetfanlı duman egzoz sisteminin Türk Yangın Standardına kaynaklık eden İngiliz BS7346-7 standardında belirtilmiş olan temel bazı özellikleri sağlaması zorunludur. BS7346-7:2006 standardındaki madde numaralarıyla verilecek olursa:

9.1.1 – Bir yangının saptanması halinde, ana egzoz fanları gerekli egzoz debisini sağlayacak şekilde ani olarak devreye girmelidir.

9.1.2 – Uygun bir erteleme süresi (yangın başlangıcından jetfanların devreye girdiği ana kadar geçen süre) sonrasında, jetfanlar dumanı verimli biçimde egzoz noktalarına yönlendirecek şekilde harekete geçmelidirler. Erteleme süresi, insanların kaçışı için öngörülen tasarım süresine uygun olmalıdır.

9.1.4 – Kapalı otoparktaki hava değişimi sayısı saatte en az 10 hava değişimi kadar olmalıdır.

Yangın kurtarma sistemi tasarımı yapılırken, kapalı hacim bağımsız ve birbiriyle ilişkisi olmayan – sanki – ayrık hacimlerden oluşuyormuş gibi düşünülür. Bu işleme duman kontrolüne yönelik bölgelere ayırma (zonlama) denir.

HAD yangının zamana bağlı davranışını anlamada büyük bir kurtarıcı rolü oynamaktadır. Sayısal yöntemlerin yangın güvenliği mühendisliğinde kullanılmasıyla birlikte, olası yangın durumları bilgisayar benzetimi olarak çözülebilmekte, yangın anında insanlar için kaçış sürelerinin yeterliliği, yangın duman egzoz sistemlerinin kabiliyetleri araştırılabilmekte ve hatta daha da önemlisi yangına yönelik mimari tasarım iyileştirmeleri ve doğrulamaları yapılabilmektedir.

PDF Kataloğu indirmek için tıklayınız.