Geniş hacımlarda duman hareketinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of smoke movement in large spaces
- Tez No: 142817
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDURRAHMAN KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Termodinamik ve Isı Tekniği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
GENİŞ HACIMLARDA DUMAN HAREKETİNİN SAYISAL İNCELENMESİ ÖZET Duman, yangında insan hayatı açısından en büyük tehlike kaynağını oluşturmaktadır. Duman kontrol sistemlerinin en önemli görevi, insanların güvenli bir şekilde tahliye edilebilmelerini kolaylaştıran şartların sağlanmasıdır. Duman kontrol sistemi kriterleri, yapının konstrüksiyonuna bağlı olarak değiştiği gibi, bina kullanım amacına göre de tasarım kriterleri farklılık göstermektedir. Bu çalışmada; atrium, alış-veriş merkezi, konferans salonu, sergi salonu, depo, hangar, vb. geniş hacımlardaki yangınlar göz önüne alınmaktadır. Sonlu hacımlar yönteminin esas alındığı bir akış analiz programı kullanılarak, bu tür geniş hacımlarda meydana gelebilecek bir yangın sonucu açığa çıkan dumanın hareketi incelenmektedir. Küçük hacımlara kıyasla daha fazla sayıda ve daha büyük açıklıklar içeren geniş hacımlarda, yangını boğarak (oksijensiz bırakarak) söndürmek, pratik olarak mümkün olmamaktadır. Bir başka deyişle yangın, bu tür hacımlarda havalandırma kontrollü olarak ele alınamamaktadır. Kendiliğinden yükselen duman, belirli bölgelerde biriktirildikten sonra tavandaki açıklıklardan tahliye edilmektedir. Bu çalışmada örnek bir geniş hacım için, çeşitli yangın senaryoları kurgulanarak, doğal duman tahliyesinde kullanılan bu açıklık alanlarının tasarım kriterleri açısından yeterliliği, Fluent adlı CFD programıyla incelenmektedir. Ele alınan örnek problem, farklı bina kullanım amaçlan için değerlendirilmektedir. Bu durum ise yangın büyüklüğü değerini etkilemektedir. Depo olarak kullanılan bir geniş hacmin yangın yükü, aynı hacmin atrium olarak kullanılması halindekinden daha büyük olmaktadır. Bu çalışmada küçük, orta ve büyük yangınları temsil etmek üzere, sırasıyla; 1, 2.5 ve 6 MW yangın büyüklüğü değerleri incelenmiştir. Tehdit altındaki insan sayısının fazla olduğu geniş hacımlarda, güvenli kaçış süresi ön plana çıkmaktadır. Bu süre, yangının başlamasından itibaren alarm sisteminin faaliyete geçmesi, insanların alarmı algılamaları, tepki vermeleri ve binayı terk etmeleri için gerekli sürelerin toplamıdır. Bu çalışmada bir atrium için, güvenli kaçış süresinin tespit edildiği, zamana bağlı yangın modeli kullanılmaktadır. Atrium için 2.5 MW yangın büyüklüğü alınarak, en küçük havalandırma açıklığı kullanılması halinde, bu çalışmada güvenli kaçış için 230 saniye süreye ihtiyaç olduğu hesaplanmıştır. Zamana bağlı çözümlerde ilk 250 saniye sürede, tasarım kriterlerinin sağlandığı görülmüştür. İnsan sayısının fazla olmadığı depo gibi geniş hacımlarda tasarım kriteri olarak, yangın söndürme ekiplerinin; ortam sıcaklığı, ışınım ısı akısı ve görüş mesafesi açısından rahat çalışabilecekleri şartların sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilmektedir. Bu durumda tam gelişmiş yangın modelinin kullanıldığı parametrik çözümlerleçeşitli yangın senaryoları incelenmektedir. Yangın büyüklüğüne bağlı olarak, doğal havalandırma açıklığı alanının yeterliliği kontrol edilmektedir. 1 MW yangın büyüklüğü için en küçük doğal havalandırma açıklığında dahi, tasarım kriterlerinin sağlandığı görülmüştür. 2.5 MW yangın büyüklüğü için, taban alanının yaklaşık %1'ine karşılık gelen 9 m2 havalandırma açıklığının kullanılması gerektiği ortaya çıkmıştır. 6 MW yangın büyüklüğü için ise, görüş mesafesinin yeterli olmasına rağmen, yerden 2.1 m yükseklikteki ortalama sıcaklık ve ışınım ısı akısı değerlerinin, solunum yollarında tahriş ve deride yanıklar oluşturabilecek seviyede olduğu tespit edilmiştir. Hacmin kapı açıklıklarının sonuçları nasıl etkilediğini bulmak için, açık kapı sayısının artırıldığı bir örnek çözüm ele alınmıştır. En kritik yangın senaryosu için, iki kapı açık olması halinde, ışınım ısı akısı ve ortalama sıcaklık değerlerinin oldukça azaldığı görülmüştür. xı
Özet (Çeviri)
NUMERICAL INVESTIGATION OF SMOKE MOVEMENT IN LARGE SPACES SUMMARY Smoke constitutes the biggest danger in fire. The most important purpose of smoke control systems is to maintain the conditions that facilitates the safely evacuation of people. While the smoke control system criteria changes according to the construction of the building, design criteria depend on the usage of the building as well. Large spaces, e.g. an atrium, shopping mall, conference hall, exhibition center, warehouse, hangar, etc. are considered in this study. The behaviour os smoke produced in a prospective fire in these kinds of large spaces is investigated using a finite volume based flow analysis software. It is practically impossible to extinguish the fire by smothering (leaving without oxygen) in large spaces, which have more and larger openings comparing to small spaces. In other words, it can not be taken as aventilation controlled fire in these kinds of spaces. Smoke, which rises naturally, is accumulated in certain regions and then evacuated through the openings on the ceiling. For various fire scenarios in the sample large space, the adequacy of the areas of the openings, which are used in natural smoke ventilation, is investigated using the CFD program, Fluent. The sample problem is evaluated for various usage of the building. This situation influences heat release rate. The fire load of a large space used as a warehouse, is bigger than the case that the same space is used as an atrium. In this study, heat release rate values of 1, 2.5 and 6 MW are used to represent a small, medium and a big fire respectively. In large spaces where the number of the people under threat is high, safe egress time becomes priority. This period, is the sum of the time required for the activation of the alarm system, the recognition and the reaction times and the time required for the people to leave the building. In this study, a time dependent fire model is used to obtain the safe egress time for an atrium. In this study, it is calculated that one needs 230 seconds for safe egress, when the smallest ventilation opening is used at the atrium and the heat release rate is 2.5 MW. It can be deduced from the time dependent solutions that the design criteria is satisfied within the first 250 seconds. In a large space like a warehouse, where there is not many people, it is checked as a design criterion if the conditions such as; indoor temperature, radiation heat flux and visibility are satisfied to let the fire brigade work properly. In this case, various fire scenarios are examined using the steady fire model. It is checked if the ventilation opening is sufficient depending on the heat release rate of fire. For a 1 MW fire, it is xiiseen that even the smallest ventilation opening is enough for the design conditions. For the 2.5 MW fire, it appears that 9 m ventilation opening, which corresponds to approximately 1% of the flor area, must be used. For the 6 MW fire however, despite the adequacy of the visibility, the temperature and radiation heat flux values at 2.1 m high from the floor are determined to be at the levels that cause damage in respiratory track and burns on naked skin. A sample case is examined to find the effects of the door openings by increasing the number of the doors. For the most critical fire scenario, it is found that, radiation heat flux and the temperature decrease significantly, when two doors are open. xm
Benzer Tezler
- Atrium içeren çok katlı binalarda duman dağılımının sayısal incelenmesi
Numerical study of smoke distribution in a highrise building with atrium
FEYZA ÇEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. Y. ERHAN BÖKE
- Thermal energy storage with nanoparticle embedded phase change materials
Nanoparçacık gömülü faz değişim malzemesi ile termal enerji depolama
RAMAZAN AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Palplanşlı yanaşma yapılarının kompüter destekli geoteknik analizi ve projelendirilmesi
Başlık çevirisi yok
EREN ÜLKÜDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Su ÜrünleriDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı