پروفیل دما و پخش دود ناشی از حریق در پارکینگ یک مجتمع تجاری با نرم افزار پایروسیم

محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

فاطمه‌ بهبهانی ¹ , مهدی حمزه ای ² , زهرا مهردوست ³ , محمد مقیمان ⁴

1 - مهندسی مکانیک، فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی اهواز، اهواز،ایران
2 - گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
3 - گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
4 - گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

تاریخ دریافت : 1400/10/12 تاریخ پذیرش : 1400/12/23 تاریخ انتشار : 1400/12/01

کلید واژه: کنترل دود, حریق, پروفیل دما, نرمافزار پایروسیم, غلظت دود,

چکیده مقاله :

در سالهای اخیر استفاده از فضای پارکینگ در ساختمانهای بزرگ رواج یافته است. یکی از خطراتی که همواره ساختمانها را تهدید میکند، خطر حریق میباشد. پس از وقوع حریق، دود تولید میگردد. دود ایجاد شده در اثر حریق خطر بیشتری نسبت به آتش، برای جان افراد به دنبال دارد. با کنترل دود میتوان از ساختمان و افراد ساکن در آن محافظت کرد و خسارتهای حریق را کاهش داد. در این پژوهش پخش دود و پروفیل دما در پارکینگ یک مجتمع تجاری با استفاده از نرم‌افزار پایروسیم، مورد بررسی قرار گرفت. برای حل از معادلات ناویراستوکس، انرژی، بقاء جرم و برای آشفتگی از مدل شبیه-سازی گردابه های بزرگ استفاده شد. دو سناریو برای بررسی حریق در نظر گرفته شد. در سناریوی اول پارکینگ بدون سیستم تهویه و در سناریوی دوم همراه با سیستم تهویه مورد مطالعه قرار گرفت. از فن تخلیه دود برای خروج دود از فضا و از فن تزریق هوا برای تامین هوای تازه استفاده شد. نتایج این دو شبیه-سازی با یکدیگر مقایسه گردید. قدرت حریق مورد بررسی 4 مگاوات بود. نتایج نشان داد در سناریوی اول میزان غلظت دود 0/003 مول بر مول و دما 80 درجه سانتی‌گراد می باشد. در سناریوی دوم میزان غلظت دود 0/0002مول بر مول می‌شود که نسبت به سناریوی اول 93% بهبود یافت. هم‌چنین دما با تخلیه دود در زمان 1200 ثانیه به 28 درجه سانتیگراد کاهش یافت. در واقع دما نسبت به سناریوی اول %65 بهبود یافت.کاهش غلظت دود و کاهش دما موجب تخلیه آسانتر افراد در هنگام حریق می شود.

چکیده انگلیسی:

In recent years, the use of parking space in large buildings has become popular. One of the dangers that always threatens buildings is the risk of fire. Smoke is generated after a fire. Smoke from fire poses a greater risk to life than fire. By controlling the smoke, the building and its occupants can be protected and the damage caused by the fire can be reduced. In this study, smoke distribution and temperature profiles in the parking lot of a commercial complex were investigated using Pyrosim software. Navier-Stokes equations for energy, Conservation of mass were used to solve, and Large Eddy Simulation model was used for turbulence. Two scenarios were considered to investigate the fire. In the first scenario, parking without a ventilation system was studied and in the second scenario, it was studied with the ventilation system. Exhaust fan was used to evacuate the smoke and a supply fan was used to supply fresh air. The results of these two simulations were compared with each other. The fire power was 4 MW. The results showed that in the first scenario, the smoke concentration is 0.003 mol / mol and the temperature is 80 ° C. In the second scenario, the smoke concentration is 0.0002 mol / mol, which is 93% better than the first scenario. The temperature also dropped to 28 ° C by evaporating the smoke in 1200 seconds. In fact, the temperature improved by 65% compared to the first scenario. Reducing the concentration of smoke and lowering the temperature make it easier for people to evacuate during a fire.

منابع و مأخذ:

[1]گل­محمدی، ر.، (1388)،  مهندسی حریق، فن­آوران، همدان، 408

[2]Chow, W.K. and Chow, C.L., (2011) , Simulating Smoke Filling in Big Halls by Computational Fluid Dynamics, Modelling and Simulation in Engineering, 2011, pp 1-16.

[3]Valasek, L. (2013), The Use of PyroSim Graphical User Interface For FDS Simulation of a Cinema Fire, International Journal Of Mathemathics And Computers In Simulations, 3 (7), pp 258-266.

 [4 ]Pietreanu C, Panaitescu V. (2013), Cheking Jet-Fan’s Fire Performance From Closed Car Parks Using Pyrosim Program. Materials and Mechanics;  8 (11), pp 153-156.

 [5] Zhang, G.w., Zhu, G.q., Yin, F.A., (2014), Whole Process Prediction Method for Temperature Field of Fire Smoke in Large Spaces. Procedia Engineering, 71, pp 310-315.

[6]Jevtik, R., (2015), Fire Simulation in House Conditions, , Standardizacija I Metrologija,16, pp160-166.

 [7] Xin, Ye., Jian, Ma., Lin, Shen,Y.x., Lin, L.y., (2016), Suppression effect of sprinkler system on fire spread in large commercial buildings, Procedia Engineering,135, pp 455-462.

[8] Khandoker, M.A.R., Mou, R.J, Muntaha, M.A., Rahman, M.A., (2018), Numerical simulation of fire in a multistoried ready-made garments factory using PyroSim, AIP Conference Proceedings: AIP Publishing LLC, 11, pp 1-7.

[9]Wang, X., Fleischmann, C., Spearpoint, M., (2020), Applying the FDS pyrolysis model to predict heat release rate in small-scale forced ventilation tunnel experiments. Fire Safety Journal.; 102946, pp 30491-30500

[10] Li, J., Beji, T., Brohez, S., Merci, B., (2020), CFD study of fire-induced pressure variation in a mechanically-ventilated air-tight compartment, Fire Safety Journal,115, pp 1-11.

[11] Ji, J., Zhu, L., Ding, L., Yu, L., Wan, H., (2020), Numerical investigation of external wind effect on smoke characteristics in a stairwell, Fire technology, 56(4):1681-702.

[12]Baalisampang, T., Saliba, E., Salehi, F., Garaniya, V., Chen, L., (2021), Optimisation of smoke extraction system in fire scenarios using CFD modelling. Process Safety and Environmental Protection,149, pp 508-517.

[13]Ji, J., Fu,Y.Y., Fan, C.G., Gao, Z.H., Li, K.Y., (2015), An Experimenal Investigation on Thermal Characteristics of Sidewall Fire in Corridor-like Structures With Varying Width, Heat Mass Transfer, 84, pp 562-570;.

[14] Hodges, J.L., Lattimer, B.Y., Luxbacher, K.D., (2019), Compartment fire predictions using transpose convolutional neural networks. Fire Safety Journal, 108: pp102854.

[15] Hu, G., (2020), Research on the Fire of High-rise Residential Building Based on Pyrosim Numerical Simulation. IOP Conference Series, Earth and Environmental Science, IOP Publishing

[16]Sun Q, Turkan Y. A BIM-based simulation framework for fire safety management and investigation of the critical factors affecting human evacuation performance. Advanced Engineering Informatics. 2020;44:101093

[17]Li, Z., Huang, H., Li, N., Zan, M.L.C, Law, K., (2020), An agent-based simulator for indoor crowd evacuation considering fire impacts. Automation in Construction,120:103395

[18]Truchot, B., Fouillen, F., Collet, S., (2018), An Experimental Evaluation of Toxic Gas Emissions from Vehicle Fires, Fire Safety Journal, 97, pp 111-118

[19] Viegas, J. C., (2020), The Use of Impulse Ventilation for Smoke Control in Underground Car Parks, Tunneling and Underground Space Technology, 25 (1), pp 42-53.

[20] Zhang, X.G., Guo, Y.C., Chan, C.K., Lin, W.Y., (2020), Numerical Simulations on Fire Spread and Smoke Movement in an Underground Car Park, Building and Environment, 42, pp 3466-3475