بخشی از مقاله
چکیده
در دهه های گذشته با توسعه شهرنشینی ، استانداردها و ضوابط بینالمللی در حوزه حریق و ایمنی بیش از پیش بر روی حفاظت از جان انسانها و حفظ ایمنی آنها متمرکز شدهاند. آمار نشان می دهد 70 درصد تلفات ناشی از حریق در اثر استنشاق دود و گازهای سمی است. هدف از این پژوهش بررسی نحوه رفتار و گسترش شعله و دود در حریق پارکینگ طبقاتی زیر سطحی با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری در نرم افزار پایروسیم1 می باشد. در مدلسازی انجام گرفته برای حل معادله توربولانس از روش گردابه های بزرگ 2 - LES - و برای حل معادلات احتراق از روش نسبت اختلاط3 استفاده شده است .
دود می تواند به سرعت گسترش یابد و تمام فضای یک زون آتش را پر نماید. بنابراین توصیه می گردد حتما خروجی های لازم به تعداد مناسب برای نفرات تدارک دیده شود تا امکان فرار ایمن در هنگام آتش سوزی فراهم گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش نرخ تهویه از 6 بار به 15 بار در ساعت بدلیل اختلاط بیشتر هوا، شعله و دود با سرعت بیشتری گسترش یافته و دمای پارکینگ نیز افزایش می یابد. گازهای مونوکسید و دی اکسید کربن نیز بیشتر انتشار یافته و فاصله دید کاهش می یابد. لذا تعیین نرخ تهویه مناسب در شرایط آتش سوزی امری بسیار مهم و حیاتی می باشد که در انتخاب آن می بایست تمامی جوانب امر را سنجید.
مقدمه
دود در آتش سوزی ها، قدرت دید را کاهش داده و منجر به افزایش تلفات می شود. طبق آمار حوادث آتش سوزی، دود از شعله، حرارت و آوار کشنده تر است. از این رو نصب تجهیزات کنترل و تخلیه دود، تاثیر بسیاری در ایمنی ساختمان ها در برابر حریق دارد. این سامانه ها با کاهش غلظت دود و گازهای سمی حاصل از حریق در محیط، آسیب های ناشی از خفگی در اثر دود را کاهش داده و همچنین شرایط مناسب تری برای عملیات نیروهای امدادی و آتش نشانی فراهم می نمایند
بنابراین در تعریف سیستم مدیریت دود4 می توان گفت سیستمی است که وظیفه تخلیه دود ناشی از حریق در فضاهای مختلف یک پروژه را به عهده دارد و سبب کاهش تلفات انسانی، ایجاد مسیری ایمن و عاری از دود جهت فرار افراد و کمک به آتش نشانان می گردد. در پارکینگ ها، تونل ها و سایر فضاهای زیر زمینی دود و حرارت ناشی از حریق محبوس شده و به سرعت شرایط ایمنی فضا را از بین می برد.
با توجه به بار حرارتی زیاد و محدودیت های فراوان آتش نشانان جهت انجام عملیات در فضای پارکینگ ها ، لازم است که تدابیر بیشتری در این حوزه اندیشیده شود. در پارکینگ های بزرگ به دلیل حساسیت های بالا، لازم است جداسازی و زون بندی فضاها به عنوان یک روش جلوگیری از گسترش و سرایت دود و حریق صورت پذیرد. همچنین می بایست مدلسازی حریق با استفاده از روش های عددی انجام شود تا طراحی سامانه کنترل دود بر پایه اطلاعات خروجی آن صورت پذیرد
پیش بینی نحوه توزیع دما در صورت وقوع حریق در ساختمان، فرآیند پیچیده ای است و معمولا به دو روش انجام می پذیرد. روش اول که در گذشته مورد استفاده قرار گرفته، ایجاد حریق واقعی در ساختمان و سنجش دما، غلظت دود توسط حسگرها در نقاط مختلف آن است؛ که نیازمند صرف وقت و هزینه زیاد، نیروی انسانی و تجهیزات مختلف از جمله حسگرهای دما و دود و سایر موارد می باشد.
روش دوم، شبیه سازی کامپیوتری حریق در ساختمان است که در سالهای اخیر توجه بسیاری از متخصصان حوزه مهندسی حریق را به خود جلب کرده است. در شبیه سازی کامپیوتری نیاز به ایجار حریق واقعی نیست و به همین دلیل هزینه و زمان کمتری صرف می شود. بعلاوه چون نیازی به انجام آزمایش واقعی نمی باشد خطرات جانی در این روش به صفر می رسد. علاوه بر آن این روش دارای سرعت اجرای بیشتر می باشد و قابلیت تست چند روش اطفاء حریق را بطور همزمان داراست.
مدل های ریاضی کاربردی آتش به دلیل پیچیدگی ذاتی آتش، نسبتاً جدید است. برای پیشرفت در کار مدل سازی می بایست مسائل تا حدود زیادی ساده سازی شوند. از طرفی به علت تصادفی بودن ماهیت آتش، دیدگاه فیزیکی و توان محاسباتی مورد نیاز برای انجام همه محاسبات لازم محدود است. برای حل این مشکل می توان از روشهای توسعه یافته کامپیوتری 5CFD بهره برد
مدل های CFD از پیشرفته ترین و قدرتمند ترین مدل ها و ابزارهای مهندسان آتش به شمار می رود. در این مدل ها یک شبکه سه بعدی اولیه از سلول ها در نظر گرفته می شود . سپس در هر سلول قوانین پایستگی جرم، تکانه و انرژی اعمال شده و در بین هر سلول با سلول مجاور تعادل برقرار می گردد .آنگاه برای هر سلول یک معادله دیفرانسیل غیر خطی وابسته به زمان - معادلات ناویر استوکس - 6 در نظر گرفته شده و با توجه به اینکه حل این معادلات به شیوه ی معمول بسیار مشکل می باشد لذا ابتدا معادلات با اعمال شرایط مرزی مساله محدود شده و سپس حل می شوند. 5]،[4 از مهمترین مدل های نرم افزاری CFD می توان از Fluent, CFX, FDS, SPLASH, PyroSim, MEFE نام برد
