Yangın ve Güvenlik Dergisi 193.Sayı (Eylül 2017)

KAPAK KONUSU / MAKALE 26 Yangın ve Güvenlik / Eylül 2017 yanginguvenlik.com.tr Bu kompütasyon modellerinin yangın güvenlik mühen- dislerinin çalışmalarına ve araştırmalarına büyük katkısı olmuştur. Ancak, bir kompütasyonel aracın geçerlenebil- mesi için deneysel çalışmaların yapılması gereklidir. Yangın güvenliği çevrelerinde yangın olgusuna yönelik popüler bir saha modeli kompütasyon aracı olan Fire Dynamics Simu- lator hali hazırda pek çok geçerleme çalışmasında kullanıl- mıştır. Bu sebeple bu makalenin amacı FDS simülayonunun sonuçları ile karşılaştırılabilecek bir deneysel ölçeklendiril- miş bir yangın testi gerçekleştirmektir. Kolaylık olması açı- sından, FDS ile ilgili detaylı bilgiler bu makaleye dahil edil- memiş olup 3 ve 4 numaralı referanslarda mevcuttur. Bodrum katlarında yangın ortaya çıkmasına yönelik en- dişeler artmaktadır çünkü pek çok bodrum katı kullanımı ve inşası dünyanın her tarafında artmaktadır ve bodrum kat- larında meydana gelmiş olan pek çok yangın vakası ciddi seviyede ölüm ve mülk kaybına yol açmıştır. Bodrum katla- rındaki yangın tehdidi asıl olarak tahliye yönü ile aynı yönde hareket etme eğilimi gösteren yangın dumanının hareket yönünden kaynaklanmaktadır. Bu gaz hareketi aynı zaman- da yangın söndürme ekibi için de ciddi tehlike arz etmekte- dir. Bu sebeple, yangına maruz kalmış bir bodrum katındaki deneysel ve sayısal çalışmaları kapsamaktadır. Ölçeklendirilmiş bir bodrum katı modelinin hazırlanma- sından önce, tam ölçekli binadaki yangın olgusunun ölçek- lendirilmiş deneysel model ile benzer olmasını sağlamak için bir boyutsal analiz gerçekleştirilmiştir. Yangın, pek çok boyutsal-olmayan grup gerektiren bir olgu kategorisi içinde olduğu için, ölçeklendirilmiş deneysel yangın testini yeterli şekilde modelleyebilmek için bir dominant değişkenin be- lirlenmesi gerekli olmuştur. Yangın olgusunda, Froude sa- yısı, muhafaza edilmesi gereken dominant değişken olarak belirlenmiştir. Ölçeklendirme sürecinde korunmuş boyutsal olmayan gruplara Reynold sayısının dahil edilmemesi, akış yeterince türbülant olduğu sürece, yeterli kabul edilmiştir. Froude modellemesinin boyutsal analizinin detayları refe- rans 2’de mevcuttur. Bu makalede kapsanacak olan konu- lar yangın testinin bir çok katlı bodrum konstrüksiyonunda Froude modellemesi ve bunun sayısal saha modeli simülas- yonu sonuçları ile karşılaştırılmasıdır. 2. METODOLOJI Boyutsal analizin sonuçlarından elde edilen ufaltılmış parametrelerin tam listesi Tablo 1’de mevcuttur. Deney için hazırlanan 1:8 ölçekli bodrum katı geometrik modeli ve tam ölçekli sayısal simülasyon da Şekil 1 ve 2’de mevcuttur. Bu sebeple, laboratuvar ölçeği olan 1:8’de, her kattaki bodru- mun boyutları şu şekildedir: uzunluk 3 m, genişlik 1.5 metre ve yükseklik 50 cm. Deneyde kullanılan yangın kaynağı 8.5 cm lik tepsi çapı- na sahip 12 ml benzindir. Yanma süresi ise yaklaşık 7 daki- ka olmuştur. Seçilen benzin miktarı, yanma süresinin ölçek modeline dayalıdır. Tam ölçekli sayısal simülasyonda, yanma süresi 1200 saniye olarak belirlenmiştir. Bu sebeple, 1:8 öl- çekli yangın testinde 7 dakikalık yanma süresi sağlamıştır. Diğer yandan 8.5 cm’lik tepsi çapı ise HRR modeline ve alev yüksekliği parametresinin dahil edilmesine dayalıdır. Modeldeki sıcaklık dağılımını ölçmek üzere bir kaç ısı öl- çer seti kullanılmıştır. Yangına kaynağından gelen duman ve isten kaynaklanan ışık yoğunluğundaki azalmadan kaynak- lanan opaklık ise çeşitli lazer fotodiyot ölçer ile ölçülmüş- tür. Bu makalede opaklık görüş seviyesi olarak sunulmuştur. Opaklık ve görüş seviyesi ile ilgili detaylı bilgi ve aralarındaki ilişki referans 1’de mevcuttur. Tablo 1. Boyutsal olmayan model süre yapı malzemesi duvar kalınlığı sıcaklık ısı salınım oranı (HRR) değişken ölçek modeli Şekil 1. 1:8 ölçekli bodrum katı modelinde ışık yoğunluğu ölçümü tam ölçekli simülasyon yangın lokasyonu yangın lokasyonu Şekil 2. FDS simülasyonundaki tam ölçekli bodrum katının geometrisi B1’in tavanı B2’nin tavanı B3’ün tavanı B1’in tavanı B2’nin tavanı B3’ün tavanı laboratuvar ölçekli deney