Yangın ve Güvenlik Dergisi 217. Sayı (Eylül 2020)

18 Yangın ve Güvenlik / Eylül 2020 yanginguvenlik.com.tr anlaşılacağı üzere, yetersiz olacağı açıktır. İkisinin buluşacağı olası bir orta nokta çok zonlu (multi-zone (MZ)) modeller olarak adlandırılan modellerdir [10,11]. Çok zonlu kavramı sıcak gaz sıcaklıklarını hesaplamak için kütlenin ve enerjinin sakınımı prensibine ve farklı zonlar arasındaki akışı hesapla- mak için Bernoulli denklemine dayanır. Her bir kapalı alanın iki zon içerdiği BRANZFIRE veya CFAST gibi iki zonlu model- lerin aksine[12], her kapalı alan çok zonlu kavramında birkaç bölgeye (yatay) ve tabakaya (dikey) bölünür (bakınız Şekil 2). Bunun faydası gaz sıcaklığı gibi parametrelerin birçok yerde hesaplanabilmesi ve bunun sonucu olarak sıcak gaz tabakasındaki sıcaklık dağılımının bulunabilmesidir. Çok zonlu konsepti iki zonlu modellerde oluşturulan gibi değildir zira sadece birkaç model sunulmuştur (bakınız örneğin Referans [11,13] ). Çok zonlu konseptini kullanan modellerin doğruluğu ve olası faydaları bu nedenle oldukça az bilinmektedir. Dolayısıyla, bu makalenin kapsamı çok zonlu konseptini ve yangın güvenlik mühendisliğindeki yararlarını diğer çok daha oturmuş nümerik yöntemlerle karşılaştırarak değerlendirmektir. 2. METOT Çok zonlu konseptinin değerlendirilmesi çok zonlu modelden elde edilen verileri daha önceden yayınlanmış deneysel verilerle (bakınız Bölüm 3) ve Yangın Dinamikleri Simülatörü'nden gelen verilerle karşılaştırarak yapılmıştır. Modeller arasındaki ve modeller ve deneysel veriler arasın- daki karşılaştırmalar kalitatif olarak grafiklerle ve kantitatif olarak fonksiyonel analizlerle yapılmıştır. Fonksiyonel analiz iki takım verinin uyuşumunu niceliğini ya da miktarını zaman serileri eğrilerini vektörler x ¼ (x1, x2, …xn) olarak ele alarak ölçmek, hesaplamak için kullanılır [14]. Bu iki farklı takım veri veya grafik arasındaki uzunluk, açı ve uzaklığı ölçmeye, hesaplamaya imkân sağlar. Üç farklı ölçü bilimi kullanılmış- tır, birincisi Göreceli Öklit Uzaklığıdır (Euclidean Relative Distance (ERD)) ve veri takımları arasındaki ortalama farkı verir. İkinci ölçü Öklit Projeksiyon Katsayısı ve kaydırmadır U-Buna karşılık uzak alan sıcaklıklarının modellenmesi çok da zordur. Rein ve çalışma arkadaşları [6] Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (Computational Fluid Dynamics (CFD)) model Yangın Dinamikleri Simulatörünü (Fire Dynamics Simulator (FDS)) uzak alan sıcaklıklarını modellemek için kullanmışlar; fakat yüksek hesaplama maliyetleri nedeniyle tartışmalı bulmuşlardır. Bu nedenle, uzak alan sıcaklıklarını yangının başlangıç aşamalarında tahmin etmek için daha sonra yapılan çalışmalar Alpert’in tavan jeti korelasyonu (ilişkisi) [7] gibi çok daha basit analitik yöntemler kullanılması üzerine odak- lanmıştır. Tavan jeti korelasyonları genel olarak yangının baş- langıç aşamasındaki gaz sıcaklıklarını tahmin etmek için iyidir. Alpert korelasyonunun kapalı alanlarda uygulanmasındaki sorun sıcak gaz tabakasının oluşmasından sonra uygulana- mamasıdır. İlave olarak, korelasyonlar tavanın ısıl özelliklerini hesaba katmamaktadır ve bu Alpert’in asıl çalışmasında [7] yangının merkezinden 3-5 tavan yüksekliği kadar uzaklıkta önemli olarak görülmüştü. Çok daha yazın zamanda Edinburg Üniversitesinde bir araştırma grubu tarafından basit bir zon modeli lokalize yangınlarla için bir modelle birleştirmek için umut verici çalışmalar yapılmaktadır; ancak çalışma henüz konsept aşamasındadır [8]. Bong’un [9] gözetiminde farklı kapalı alan büyüklükleri için hangi nümerik modelin kullanılacağını tespit etmek üzere yapılan bir tez çalışması sunumu yapılmıştır. İki zonlu modelin, BRANZFIRE, sıcak gaz tabakası sıcaklığı ve tabaka yüksekliği hakkında, veriler Yangın Dinamiği Simülasyonuyla karşılaştırıldığında, 600 m²’ye kadar alanlar için çok iyi, 1200 m²’ya kadar için ise oldukça iyi tahminler verdiği görülmüş- tür. Ancak, daha geniş kapalı alanlar için Yangın Dinamiği Simülasyonları dikey ve yatay yönlerin ikisinde de iki-zonlu modelce yakalanmayan tekdüze olmayan sıcaklık dağılımları göstermiştir. İki zonlu modellerin geniş kapalı alanlarda kullanılması- nın, Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (HAD) modellerinin aşırı miktarda hesaplamanı zamanına ihtiyaç duymalarından da Şekil 1. Kompartıman yangını konseptinin uygulanabilirliği. MAKALE