Geri Dön

Evaluation of fire safety onboard passenger ships

Yolcu gemilerinde yangın güvenliğinin değerlendirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 921311
  2. Yazar: TOLGA AYCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BARIŞ BARLAS, PROF. DR. AYKUT İBRAHİM ÖLÇER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 266

Özet

Yangın güvenliği, yangınların önlenmesi, yangın anında can ve mal güvenliğinin sağlanması ve yangın sonrası kurtarma faaliyetlerinin yürütülmesi ile ilgili önlemlerin ve uygulamaların bütünüdür. Yangın güvenliğinin tasarımı ise yangın algılama ve söndürme sistemleri, yapısal pasif yangın önleme sistemleri, acil çıkış yolları, yangın tatbikatları ve eğitim gibi çeşitli alanları kapsar. Amaç, yangınların çıkışını önlemek ve yangın anında insanların güvenliğini sağlamak için etkili bir sistem oluşturmaktır. Yangın güvenliği önlemleri gemilerde ve deniz araçlarında kritik öneme sahiptir. Denizlerde can ve mal güvenliğinin sağlanması amacıyla oluşturulan Denizde Can Emniyeti Uluslararası Sözleşmesi SOLAS (Safety of Life at Sea) içerisinde yangın güvenliğinin de bulunduğu denizcilikte güvenlik kriterlerini ve standartlarını içermektedir. SOLAS sözleşmesine ek olarak Uluslararası Yangın Güvenliği Sistemleri FSS (The International Fire Safety Systems) kodu SOLAS sözleşmesinin önemli bir parçasıdır. Gemilerdeki yangın güvenlik sistemleri ve ekipmanları için ayrıntılı detayları içermektedir. FSS kodu her biri yangın güvenliğinin farklı alanlarını ele alan 15 bölümden oluşmaktadır. Detaylı mevzuatlar, yönetmelikler, kodlar ve standartlar olmasına rağmen, gemilerde %100 yangın güveliği sağlanması mümkün olmamaktadır. Bunun sonucu olarak gemilerde çıkan yangın olayları can ve mal kaybına neden olmaktadır. Uluslararası Denizcilik Örgütü IMO (International Maritime Organization) tarafından Küresel Entegre Denizcilik Bilgi Sistemi GISIS (Global Integrated Shipping Information System)'de yangın olayları da dahil olmak üzere birçok farklı alanda veriler bulunmaktadır. Bu tez kapsamındaki ilk çalışma olarak, gemi tipi ve yangın olayının şiddetine göre istatistiksel veriler incelenmiştir. Ocak 2000 ile Aralık 2022 arasında gerçekleşen yangın vakalarında ciddi ve çok ciddi sonuçları içeren yangın olayları ele alınmıştır. Bu tarihler arasında raporlanan 323 ciddi ve çok ciddi yangın olayları tanker, yolcu gemisi, kargo, balıkçı gemisi, dökme yük, konteyner ve destek gemisi gibi farklı gemi tiplerine göre sınıflandırılmıştır. Küresel olarak her gemi tipinin aktif gemi adedi de bu istatistiğe eklendiğinde her 1.000 gemi başına yangın gerçekleştirme oranı hesaplanmıştır. Burada, 6.82 ortalama yangın gerçekleşme oranı ile yolcu gemileri en çok yangın gerçekleşme oranına sahip gemi tipi olarak karşımıza çıkmıştır. Bu çalışmada gemi tipi olarak yolcu gemilerinin seçilerek yangın güvenliği açısından değerlendirilmesinin temel sebebi ise bu istatistiktir. Disiplinler arası bir bilim dalı olan yangın güvenliğinin farklı alanlarda incelenmesi gerekmektedir. Gemilerde yangın güvenliğinin temel alındığı bu çalışma kapsamında, yangın güvenliği yönetmelik ve standartları, yangın dinamiği simülasyonu, gemi tahliye modellemesi, gemilerde kullanılan yangın korunum sistemleri ve yangın risk yönetimi konuları literatürde incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda, yolcu gemileri özelinde pasif ve aktif yangın korunum sistemlerinin de dahil edildiği yangın dinamiği simülasyonu ve yangın risk modellemesi uygulamaları seçilen yolcu gemi tiplerinde uygulanmıştır. Bu çalışmada 3 farklı vaka çalışması seçilmiştir ve sonuçları paylaşılmıştır. Birinci vakada, İstanbul Büyükşehir Belediyesi'nin denizcilik yolcu taşımacılığı alanında faaliyet gösteren Şehir Hatları iştirak firmasının gemi filosunda yer alan 9564009 IMO numaralı 600 yolcu kapasiteli SH SUTLUCE yolcu gemisi bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yöntemi olan yangın dinamiği simülasyon modellemesi uygulanarak yangın güvenliği değerlendirmesi yapılmıştır. Bu vakada, yangın söndürme sisteminin ve yangına dayanımlı perde / güverte varlığına ve sayısına göre gemi makine dairesinde oluşturulan yangının 5 farklı senaryo özelinde simülasyon modelleri oluşturulmuştur. Bu senaryolar, yangın şiddeti açısından iyi, orta ve kötü senaryo olarak sınıflandırılmıştır. Simülasyon çıktıları sıcaklık ve basınç temel alınarak kritik yerlerde incelenmiştir. Özellikle makine dairesinde sıcaklık ilk saniyelerden itibaren 500 °C seviyelerine çıkmaktadır, bu seviye gemilerde kullanılan çelik elemanların yapısal olarak mukavemetini azaltmakta ve yapısal çökmelere sebebiyet vermektedir. Yolcu gemilerinde yangın güvenliği sadece yangın söndürme sistemlerinden değil, aynı zamanda yangına dayanıklı perdeler ve güverteler gibi yapısal yangından korunma sistemlerinin varlığından da derinden etkilenmektedir. Yangın tehlikesi riskini azaltmak için, makine daireleri gibi önemli bölmelerde yangına dayanıklı perdeler ve güverteler gibi yapısal yangından korunma sistemleri kullanılabilir. Yangına dayanıklı perdelerin ve güvertelerin uygun malzemelerle düzgün bir şekilde monte edilmesini sağlamak ve stabilitelerine özellikle dikkat etmek büyük önem taşımaktadır. Yolcu gemilerinin bakımı ve işletimi sırasında, yangına dayanıklı perdelerin ve güvertelerin hem mürettebat hem de teknik ekipler tarafından düzenli olarak denetlenmesi zorunludur. Yangın dinamiği simülasyonlarından elde edilen bulgular, yangına dayanıklı bölmelerin yolcu gemilerinde yangının yayılmasını engellemede oynadığı kritik rolün altını çizmektedir. Ayrıca, yangın söndürme sistemlerinin ve nozul sayısının sıcaklığa etkisi de“iyi”senaryo olarak adlandırılan senaryoda yangın söndürme nozul sayısı 1, 2 ve 4 olarak çeşitlendirilerek etkisi incelenmiştir. Yangın çıkmasının 100. saniyesi sonrasında nozul sayısının optimumda 2 olarak seçilmesi önerilmiştir. İkinci vakada ise son yıllarda sayısı ve popülaritesi hızla artan elektrikli araçların, deniz yolu ile taşınmasını sağlayan ROPAX yolcu gemilerindeki yangın güvenliğinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak modellemesi ve yangın güvenliği değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu vakada, 146m uzunlukta, 800 yolcu, 90 araç ve 60 kamyon kapasiteli ROPAX gemisinde elektrikli araçların olduğu güverte incelenmek üzere seçilmiştir. Kontrol alanı boyunca sıcaklık dağılımları yangın olayının şiddetini değerlendirmek için önemlidir. Bu nedenle, sıcaklık dağılımını izlemek için yangın kaynaklarının merkezi ile hizalanmıştır ve sıcaklık dağılımları çizdirilmiştir. Sonuçta sıcaklığın dramatik bir şekilde neredeyse 1200 °C seviyelerine yükseldiği izlenmiştir. Gemide kullanılan yapısal elemanlar, elektrikli araçlar ve alandaki ekipmanlar bu sıcaklık seviyesinde organik olarak tutuşabilir ve işlevlerini kaybedebilir. Feribotlardaki bu sıcaklık seviyesi nedeniyle, feribotlarda elektrikli araçların taşındığı alanların veya bölmelerin yapısal olarak yangına dayanıklı malzemelerle tasarlanması gerekmektedir. Bu çalışmada, vaka çalışmasının karmaşıklığının azalması nedeniyle tutuşma ve patlama göz ardı edilmiştir. Son vaka çalışmasında ise, yangın risk değerlendirme yöntemlerinden biri olan Olay Ağacı Analizi (ETA – Event Tree Analysis) ile bir Ro-Ro yolcu gemisinin yangın güvenliği analiz edilmiştir. Yangın çıkışı ile başlayan olaylar zinciri, yangının çıktığı mahalin tipi, algılama sistemlerinin çalışıp çalışmaması, kullanıcı tepkisi, karar verme, söndürme, kompartımanlıma ve tahliye son bulmaktadır. Toplamda 21 farklı senaryo için oluşturulan olay ağacı analizleri, Ro-Ro yolcu gemilerinde yangın riskinin belirlenmesinde ilk adımı oluşturmaktadır. Bu çalışmada oluşturulan olay ağacı yapısının mürettebatın yangın güvenliği eğitimlerinin planlanmasında bir girdi olarak kullanılması planlanmıştır. Sonuç olarak, yangın dinamiği simülasyonlarının ve yangın risk değerlendirme yöntemlerinin dahil edildiği performans bazlı bir yolcu gemisi tasarımının, uygulamasının ve işletmesinin yapılması yangın güvenliğinin tesis edilmesinde önem arz etmektedir. Bu çalışma ile de farklı tip yolcu gemileri için ki bunlar yolcu taşımacılığı gemisi, elektrik araç taşıyan ROPAX ve Ro-Ro olmak üzere yangın güvenliği değerlendirilmesi yapılmıştır. Böylece, gemilerdeki yangın güvenliği konusuna yangın dinamiği simülasyonu ve yangın risk değerlendirme yöntemleri ile performans bazlı yolcu gemisi tasarımı, uygulaması ve işletmesi yangın güvenliği bakış açısını ön planda tutarak yapılmaktadır. Bu performans bazlı çalışmalar, gemilerdeki yangın yönetmeliği özelinde yayınlanan yönetmelikler, kurallar ve standartların güncellenmesine katkı sağlayacaktır.

Özet (Çeviri)

Fire safety is the whole of the measures and practices related to the prevention of fires, ensuring the safety of life and property in case of fire and carrying out rescue activities after fire. The design of fire safety covers various areas such as fire detection and extinguishing systems, structural passive fire prevention systems, emergency exit routes, fire drills and training. The aim is to create an effective system to prevent the outbreak of fires and to ensure the safety of people in case of fire. Fire safety measures are of critical importance on ships and marine vessels. The International Convention for Safety of Life at Sea (SOLAS), which was established to ensure the safety of life and property at sea, includes maritime safety criteria and standards, including fire safety. In addition to the SOLAS convention, the International Fire Safety Systems (FSS) code is an important part of the SOLAS convention. It contains detailed details about fire safety systems and equipment on board ships. The FSS code consists of 15 chapters, each dealing with different areas of fire safety. Although there is detailed legislation, regulations, codes and standards, it is not possible to ensure 100% fire safety on ships. As a result, fire incidents on ships cause loss of life and property. The Global Integrated Shipping Information System (GISIS) by the International Maritime Organization (IMO) contains data in many different areas, including fire incidents. As the first study within the scope of this thesis, statistical data were analyzed according to ship type and severity of fire incident. In the fire incidents that took place between January 2000 and December 2022, fire incidents with serious and very serious consequences were considered. The 323 serious and very serious fire incidents reported between these dates were categorized according to different ship types such as tanker, passenger ship, cargo, fishing vessel, bulk carrier, container and support vessel. When the number of active vessels of each ship type globally is added to this statistic, the fire occurrence rate per 1,000 vessels is calculated. Here, with an average fire occurrence rate of 6.82, passenger ships are the ship type with the highest fire occurrence rate. This statistic is the main reason why passenger ships are selected as the ship type in this study and evaluated in terms of fire safety. Fire safety, which is an interdisciplinary science, needs to be examined in different fields. Within the scope of this study, which is based on fire safety in ships, fire safety regulations and standards, fire dynamics simulation, fire protection systems used in ships and fire risk management issues have been examined in the literature. As a result of this review, fire dynamics simulation and fire risk modelling applications including passive and active fire protection systems have been applied on selected passenger ship types. Using these fire safety assessment methods aims to establish performance-based fire safety design and execution onboard passenger ships. Fire dynamics simulations monitor temperature and pressure vectors across selected zones. On the other hand, fire risk modelling identifies fire risks and determines the precautions against fire incidents. In this study, 3 different case studies were selected, and the results are shared. In the first case, the 600-passenger capacity SH SUTLUCE passenger ship with IMO number 9564009, which is in the ship fleet of the Şehir Hatları subsidiary company operating in the field of maritime passenger transport of Istanbul Metropolitan Municipality, was evaluated for fire safety by applying fire dynamics simulation modelling, which is a computational fluid dynamics (CFD) method. In this case, simulation models were created for 5 different scenarios of fire in the ship's engine room according to the presence and number of fire extinguishing system and fire-resistant bulkheads / decks. These scenarios are categorized as best, medium and worst scenarios in terms of fire severity. Simulation outputs were analyzed at critical locations based on temperature and pressure. Especially in the engine room, the temperature rises to 500 °C from the first seconds, this level reduces the structural strength of the steel elements used in the ships and causes structural collapse. Fire safety on passenger ships is profoundly influenced not only by fire extinguishing systems but also by the presence of structural fire protection systems such as fire-resistant bulkheads and decks. To reduce the risk of fire hazards, structural fire protection systems such as fire-resistant bulkheads and decks can be used in important compartments such as engine rooms. It is of great importance to ensure that fire-resistant bulkheads and decks are properly installed with suitable materials and to pay particular attention to their stability. During the maintenance and operation of passenger ships, regular inspection of fire-resistant bulkheads and decks by both crew and technical teams is mandatory. Findings from fire dynamics simulations underline the critical role that fire-resistant bulkheads play in preventing the spread of fire on passenger ships. In addition, the effect of fire extinguishing systems and the number of nozzles on the temperature was also analyzed by varying the number of fire extinguishing nozzles as 1, 2 and 4 in the so-called best scenario. It was recommended that the number of nozzles should be optimally selected as 2 after 100 seconds of fire outbreak. In the second case, the fire safety of ROPAX passenger ships, which provide the transportation of electric vehicles, the number and popularity of which have increased rapidly in recent years, by sea, was modelled using computational fluid dynamics and fire safety was evaluated. In this case, the deck with electric vehicles on the 146m long ROPAX ship with a capacity of 800 passengers, 90 vehicles and 60 trucks were selected to be examined. Temperature distributions throughout the control area are important to assess the severity of the fire event. Therefore, to monitor the temperature distribution, the center of the fire sources was aligned, and the temperature distributions were plotted. As a result, it was observed that the temperature increased dramatically to almost 1200 °C. Structural elements, electric vehicles and equipments used on board can organically ignite and lose their function at this temperature level. Due to this temperature level on ferries, areas or compartments where electrical vehicles are transported on ferries need to be designed with structurally fire-resistant materials. In this study, ignition and explosion were ignored due to the reduced complexity of the case study. In the last case study, the fire safety of a Ro-Ro passenger ship was analyzed with Event Tree Analysis (ETA), one of the fire risk assessment methods. The chain of events starting with the fire outbreak, the type of space where the fire started, whether the detection systems are working or not, user reaction, decision making, extinguishing, compartmentalization and evacuation ends. Event tree analyses for a total of 21 different scenarios constitute the first step in determining the fire risk in Ro-Ro passenger ships. The event tree structure created in this study is planned to be used as an input in the planning of fire safety training of the crew. As a result, the design, implementation and operation of a performance-based passenger ship that includes fire dynamics simulations and fire risk assessment methods are important in establishing fire safety. In this study, fire safety assessments have been carried out for different types of passenger ships, namely passenger transport ships, ROPAX carrying electric vehicles and Ro-Ro. Thus, performance-based passenger ship design, implementation and operation are carried out by prioritizing the fire safety point of view with fire dynamics simulation and fire risk assessment methods. These performance-based studies will contribute to the updating of regulations, rules and standards published specifically for fire regulations on ships.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    956142

    Deniz taşımacılığında kuru yük gemilerinin yangın risklerinin araştırılması ve yangın güvenliği

    Investigation of fire risks and fire safety of dry cargo ships in marine transportation

    CEM ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    DenizcilikSakarya Üniversitesi

    Yangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT TUNA

  2. Tez No

    674769

    Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu

    Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships

    MEHMET AKMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  3. Tez No

    75591

    Yangının çelik taşıyıcı sistemler üzerine etkisi ve bir uygulama örneği

    Başlık çevirisi yok

    CAHİDE NUR AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERDAL COŞKUN

  4. Tez No

    515059

    Yangın güvenlik eğitimlerinin yasal mevzuat ve eğitim müfredatları açısından değerlendirilmesi

    Evaluation of fire safety trainings for legislative and educational curses

    SALİM TURHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Eğitim ve Öğretimİstanbul Aydın Üniversitesi

    İş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. REŞİT ERÇETİN

  5. Tez No

    792575

    Performance based fire safety evaluation of high-rise residential buildings in Istanbul

    İstanbul da bulunan yüksek katlı rezidans tipi yapıların performansa dayalı yangın güvenliği değerlendirmesi

    UĞUR DÜNDAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR SELAMET

Geri Dön