شبیه سازی عددی انتشار دود و گازهای سمی در راهروهای ساختمان در شرایط آتشسوزی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در هنگام آتشسوزی در ساختمان های بلندمرتبه، دود و گازهای سمی (مانند مونوکسید کربن و سیانید هیدروژن) عامل اصلی مرگ و میر هستند. سرعت انتشار دود در راهروها و پله ها معمولا بیشتر از شعله است و می تواند مسیرهای فرار را در کمتر از چند دقیقه مسدود کند. هدف این مقاله شبیه سازی عددی الگوی انتشار دود و گازهای سمی در یک راهروی استاندارد ساختمان مسکونی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی است. روش تحقیق شامل طراحی هندسه سه بعدی راهرویی به طول ۲۰ متر، عرض ۲ متر و ارتفاع ۲/۵ متر، تعریف منبع آتش با توان حرارتی ۵۰۰ کیلووات در انتهای راهرو، و حل معادلات پیوستگی، مومنتوم، انرژی و انتقال گونه ها با استفاده از نرم افزار متن باز متن باز در حالت گذرا بود. شبیه سازی برای مدت زمان ۱۸۰ ثانیه انجام شد. یافته ها نشان داد که دود در ۳۰ ثانیه اول به فاصله ۱۰ متری از منبع آتش می رسد و در ۹۰ ثانیه کل راهرو را پر می کند. غلظت مونوکسید کربن در فاصله ۱۵ متری از آتش پس از ۱۲۰ ثانیه به ۴۰۰۰ قسمت در میلیون می رسد که بیش از ۱۰ برابر حد کشنده (۴۰۰ قسمت در میلیون) است. ارتفاع لایه دود از کف در فاصله ۵ متری از آتش پس از ۶۰ ثانیه به ۱/۲ متر کاهش می یابد که عبور انسان را دشوار می کند. نصب یک سیستم تهویه دود با دبی ۲ متر مکعب بر ثانیه، زمان پر شدن راهرو را از ۹۰ ثانیه به ۱۸۰ ثانیه افزایش داد. نتایج این شبیه سازی برای طراحان سیستم های اعلام حریق و تهویه ساختمانها بسیار کاربردی است.

کلیدواژه ها:

انتشار دود ، گازهای سمی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، راهرو ساختمان ، تهویه دود ، آتشنشانی