Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Investigation of Fire Scenario According to Jet Fan Type and Different Air Exchange Number in Underground Vehicle Parking Areas with Computational Fluid Dynamics

Yıl 2022, , 1117 - 1136, 31.12.2022
https://doi.org/10.17482/uumfd.1109224

Öz

In this study, fire analysis results of a closed car park under 4 MW fire load according to BS 7346-7, 2013 standard were examined. The effects of 10 and 15 air changes, the use of radial and axial jet fans on the fire were investigated. Analysis were made in PyroSim software. Mesh independence was studied. Large Eddy Simulation model was used as turbulence model. In the analyzes with 10 air changes, the results of the radial fan; velocity was 0.9154 m/s, ave. temperature was 40.13°C, CO gas level is 100 ppm. For axial fan, velocity was 0.9176 m/s, ave. temperature is 38.02°C , CO gas level 61.5 ppm, visibility results were obtained. Visibility distance of 3 m for both fans was obtained. In the analysis with 15 air changes, the results of the radial fan; velocity were 1,324 m/s, ave. temperature was 29.98°C. For axial jet fan velocity was 1,318 m/s and ave. temperature was 28.15°C. Visibility distance and CO amount were determined as 30 m and 1 ppm for both fans. In the study, it was determined that 10 air changes was insufficient for CO rate and visibility. It has been determined that the axial fan is more effective.

Kaynakça

  • 1. Alarko-Carrier. (2007). Fanlar: Özellikleri ve Analiz. Alarko-Carrier Teknik Bülten, (24).
  • 2. Aveiro, J. L., & Viegas, J. C. (2010). Smoke control in an underground car park with impulse ventilation. V European Conference on Computational Fluid Dynamics, Lisbon: June 14–17.
  • 3. Bacak, A. (2017). Numerical Investigation of Impulse Ventilation System in Underground Car Park, International Journal of Engineering and Applied Sciences, 4, 14–16.
  • 4. Bakır, M.S, (2019). Yer altı araç otoparklarında jet fan havalandırma sistemlerinin ve fan yerleşim optimizasyonun hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile analizi. Bursa Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi
  • 5. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik. (2015). T.C. Resmî Gazete, 29411, 09 Temmuz 2015.
  • 6. Chow, W. K. (1998). On safety systems for underground car parks, Tunnelling and Underground Space Technology, 13 (3), 281–287. doi:10.1016/S0886-7798(98)00060-1
  • 7. Çakır, M.T. & Ün, Çağrı. (2020). CFD Analysis of Smoke and Temperature Control System of Car Park Area with Jet Fans. Journal of Engineering Research and Reports. 27-40. 10.9734/jerr/2020/v13i317102.
  • 8. Çengel, Y. & Cimbala J.M. (2020) Akışkanlar Mekaniği, Palme Yayınevi, İstanbul
  • 9. Joyeux, D. (1997). Natural Fires in Closed Car Parks: Car Fire Tests (INC-96/ 294d-DJ/NB). Saint-Aubin: CTICM.
  • 10. Khatoon, S., & Shah, A. N. (2016). Prediction of Comfort Parameters for Naturally Ventilated Underground Car Parks, The Nucleus, 53 (3), 214-220.
  • 11. Kmecová M., Krajčík M., Strakov Z., (2019).Designing Jet Fan Ventilation for an Underground Car Park by CFD Simulations. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, 63(1), pp. 39–43. https://doi.org/10.3311/PPme.12529
  • 12. Lu, S., Wang, Y. H., Zhang, R. F., & Zhang, H. P. (2011). Numerical study on impulse ventilation for smoke control in an underground car park. The 5th Conference on Performance-based Fire and Fire Protection Engineering, 11, 369–378. doi: 10.1016/j.proeng.2011.04.671
  • 13. Mangs, J., & Keski-Rahkonen, O. (1994a). Characterization of the fire behaviour of a burning passenger car. Part I: Car fire experiments. Fire Safety Journal, 23 (1), 17–35. doi:10.1016/0379- 7112(94)90059-0
  • 14. Mangs, J., & Keski-Rahkonen, O. (1994b). Characterization of the fire behaviour of a burning passenger car. Part II: Parametrization of measured rate of heat release curves. Fire Safety Journal, 23 (1), 37–49. doi:10.1016/0379-7112(94)90060-4
  • 15. Merci, B., Taerwe, L., Vandevelde, P., Van den Bulck, E., Van den Schoor, F., van Beeck, J., & Vantomme, J. (2011). Fundamental design approaches for improvement of the Fire Safety in Car Parks (080010). Flanders: IWT Agency for Innovation by Science and Technology.
  • 16. Morgan, H. P., & De Smedt, J.-C. (2004). Hot smoke tests: testing the design performance of smoke and heat ventilation systems and of impulse ventilation. International Journal on Engineering Performance-Based Fire Codes, 6 (1), 7–18.
  • 17. NFPA Standards. (2014). NFPA 130: Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems.
  • 18. Senveli, A., Dizman, T., Celen, A., Bilge, D., Dalkılıç, A. S., & Wongwises, S. (2015). CFD Analysis of Smoke and Temperature Control System of an Indoor Parking Lot with Jet Fans. Journal of Thermal Engineering, 1 (2), 116-130. doi:10.13140/2.1.4336.2568
  • 19. Shipp, M. (2010). Fire Spread In Car Parks (BD2552). London: Department for Communities and Local Government, UK.
  • 20. Shipp, M., & Spearpoint, M. (1995). Measurements of the severity of fires involving private motor vehicles. Fire and Materials, 19 (3) 143-151. doi:10.1002/fam.810190307
  • 21. Smagorinsky, J. (1963). General circulation experiments with the primitive equations. Monthly Weather Review, 91 (3) 99-164. doi:10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2
  • 22. Sultansu, S. & Onat, A. (2020). The Cfd Analysis of Ventilation and Smoke Control System with Jet Fan in a Parking Garage. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 32 (1), 89-95. DOI: 10.7240/jeps.522037
  • 23. The BSI Standards. (2013). BS 7346-7: 2013 Components for smoke and heat control systems. Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks.
  • 24. Umamaheswararao, L. (2017). Optimum Design of Impulse Ventilation System in Underground Car Parking Basement by Using CFD Simulation. Industrial Engineering & Management, 6 (4), 4–9. doi: 10.4172/2169-0316.1000238
  • 25. Viegas, J. C. (2006). The use of jet fans to improve the air quality in underground car parks. Healthy Buildings: Creating a Healthy Indoor Environment for People, 4, 227–232.
  • 26. Viegas, J. C. (2009). The use of impulse ventilation to control pollution in underground car parks. International Journal of Ventilation, 8 (1), 57–74. doi:10.1080/14733315.2006.11683832
  • 27. Viegas, J. C., & Saraiva, J. G. (2001). CFD study of smoke control inside enclosed car parking using jet fans. In InterFlam 2001: 9 th International Fire Science & Engineering Conference, 1465–1470.
  • 28. Viegas, J. C., & Saraiva, J. G. (2002). Avaliação com recurso a CFD da aplicação de ventiladores de impulso a parques de estacionamento cobertos. Proceedings of Métodos Numéricos en Ingenieria V. Madrid: SEMNI.
  • 29. Zhao, B., & Kruppa, J. (2004). Structural behaviour of an open car park under real fire scenarios. Fire and Materials, 28 (24), 269–28

YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ

Yıl 2022, , 1117 - 1136, 31.12.2022
https://doi.org/10.17482/uumfd.1109224

Öz

Bu çalışmada kapalı bir otoparkın BS 7346-7, 2013 standardına göre 4 MW yangın yükü altında yangın analiz sonuçları incelenmiştir. On ve 15 hava değişiminin, radyal ve eksenel jet fan kullanımının yangın üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Analizler PyroSim yazılımında yapılmıştır. Analizlerde eleman sayısından bağımsızlık çalışması yapılmıştır. Türbülans modeli olarak büyük girdap simülasyonu (BGS) modelini kullanılmıştır. On hava değişimli analizlerde radyal jet fanlı sonuçları; hava hızı 0,9154 m/s, ortalama sıcaklık 40,13°C, CO gaz seviyesi 100 ppm. Eksenel fanda; hava hızı 0,9176 m/s, ortalama sıcaklık 38,02°C, CO gazı seviyesi, 61,5 ppm, görüş mesafesi sonuçları elde edilmiştir. Görüş mesafesi her iki fan için 3 m ve elde edilmiştir. On beş hava değişimli analizde radyal fan sonuçları hava hızı 1,324 m/s, ortalama sıcaklık 29,98°C elde edilirken eksenel jet fanda hava hızı 1,318 m/s, ortalama sıcaklık, 28,15°C olarak elde edilmiştir. Görüş mesafesi ve CO miktarı her iki fan için 30 m ve 1 ppm olarak tespit edilmiştir. Çalışmada 10 hava değişim oranının CO oranı ve görüş mesafesi açısından yetersiz olduğu tespit edilmiştir. Fan farklılığının ise çok etkili olmadığı tespit edilmiştir.

Kaynakça

  • 1. Alarko-Carrier. (2007). Fanlar: Özellikleri ve Analiz. Alarko-Carrier Teknik Bülten, (24).
  • 2. Aveiro, J. L., & Viegas, J. C. (2010). Smoke control in an underground car park with impulse ventilation. V European Conference on Computational Fluid Dynamics, Lisbon: June 14–17.
  • 3. Bacak, A. (2017). Numerical Investigation of Impulse Ventilation System in Underground Car Park, International Journal of Engineering and Applied Sciences, 4, 14–16.
  • 4. Bakır, M.S, (2019). Yer altı araç otoparklarında jet fan havalandırma sistemlerinin ve fan yerleşim optimizasyonun hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile analizi. Bursa Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi
  • 5. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik. (2015). T.C. Resmî Gazete, 29411, 09 Temmuz 2015.
  • 6. Chow, W. K. (1998). On safety systems for underground car parks, Tunnelling and Underground Space Technology, 13 (3), 281–287. doi:10.1016/S0886-7798(98)00060-1
  • 7. Çakır, M.T. & Ün, Çağrı. (2020). CFD Analysis of Smoke and Temperature Control System of Car Park Area with Jet Fans. Journal of Engineering Research and Reports. 27-40. 10.9734/jerr/2020/v13i317102.
  • 8. Çengel, Y. & Cimbala J.M. (2020) Akışkanlar Mekaniği, Palme Yayınevi, İstanbul
  • 9. Joyeux, D. (1997). Natural Fires in Closed Car Parks: Car Fire Tests (INC-96/ 294d-DJ/NB). Saint-Aubin: CTICM.
  • 10. Khatoon, S., & Shah, A. N. (2016). Prediction of Comfort Parameters for Naturally Ventilated Underground Car Parks, The Nucleus, 53 (3), 214-220.
  • 11. Kmecová M., Krajčík M., Strakov Z., (2019).Designing Jet Fan Ventilation for an Underground Car Park by CFD Simulations. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, 63(1), pp. 39–43. https://doi.org/10.3311/PPme.12529
  • 12. Lu, S., Wang, Y. H., Zhang, R. F., & Zhang, H. P. (2011). Numerical study on impulse ventilation for smoke control in an underground car park. The 5th Conference on Performance-based Fire and Fire Protection Engineering, 11, 369–378. doi: 10.1016/j.proeng.2011.04.671
  • 13. Mangs, J., & Keski-Rahkonen, O. (1994a). Characterization of the fire behaviour of a burning passenger car. Part I: Car fire experiments. Fire Safety Journal, 23 (1), 17–35. doi:10.1016/0379- 7112(94)90059-0
  • 14. Mangs, J., & Keski-Rahkonen, O. (1994b). Characterization of the fire behaviour of a burning passenger car. Part II: Parametrization of measured rate of heat release curves. Fire Safety Journal, 23 (1), 37–49. doi:10.1016/0379-7112(94)90060-4
  • 15. Merci, B., Taerwe, L., Vandevelde, P., Van den Bulck, E., Van den Schoor, F., van Beeck, J., & Vantomme, J. (2011). Fundamental design approaches for improvement of the Fire Safety in Car Parks (080010). Flanders: IWT Agency for Innovation by Science and Technology.
  • 16. Morgan, H. P., & De Smedt, J.-C. (2004). Hot smoke tests: testing the design performance of smoke and heat ventilation systems and of impulse ventilation. International Journal on Engineering Performance-Based Fire Codes, 6 (1), 7–18.
  • 17. NFPA Standards. (2014). NFPA 130: Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems.
  • 18. Senveli, A., Dizman, T., Celen, A., Bilge, D., Dalkılıç, A. S., & Wongwises, S. (2015). CFD Analysis of Smoke and Temperature Control System of an Indoor Parking Lot with Jet Fans. Journal of Thermal Engineering, 1 (2), 116-130. doi:10.13140/2.1.4336.2568
  • 19. Shipp, M. (2010). Fire Spread In Car Parks (BD2552). London: Department for Communities and Local Government, UK.
  • 20. Shipp, M., & Spearpoint, M. (1995). Measurements of the severity of fires involving private motor vehicles. Fire and Materials, 19 (3) 143-151. doi:10.1002/fam.810190307
  • 21. Smagorinsky, J. (1963). General circulation experiments with the primitive equations. Monthly Weather Review, 91 (3) 99-164. doi:10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2
  • 22. Sultansu, S. & Onat, A. (2020). The Cfd Analysis of Ventilation and Smoke Control System with Jet Fan in a Parking Garage. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 32 (1), 89-95. DOI: 10.7240/jeps.522037
  • 23. The BSI Standards. (2013). BS 7346-7: 2013 Components for smoke and heat control systems. Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks.
  • 24. Umamaheswararao, L. (2017). Optimum Design of Impulse Ventilation System in Underground Car Parking Basement by Using CFD Simulation. Industrial Engineering & Management, 6 (4), 4–9. doi: 10.4172/2169-0316.1000238
  • 25. Viegas, J. C. (2006). The use of jet fans to improve the air quality in underground car parks. Healthy Buildings: Creating a Healthy Indoor Environment for People, 4, 227–232.
  • 26. Viegas, J. C. (2009). The use of impulse ventilation to control pollution in underground car parks. International Journal of Ventilation, 8 (1), 57–74. doi:10.1080/14733315.2006.11683832
  • 27. Viegas, J. C., & Saraiva, J. G. (2001). CFD study of smoke control inside enclosed car parking using jet fans. In InterFlam 2001: 9 th International Fire Science & Engineering Conference, 1465–1470.
  • 28. Viegas, J. C., & Saraiva, J. G. (2002). Avaliação com recurso a CFD da aplicação de ventiladores de impulso a parques de estacionamento cobertos. Proceedings of Métodos Numéricos en Ingenieria V. Madrid: SEMNI.
  • 29. Zhao, B., & Kruppa, J. (2004). Structural behaviour of an open car park under real fire scenarios. Fire and Materials, 28 (24), 269–28
Toplam 29 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Mustafa Sinan Bakır 0000-0003-3003-8213

Kemal Furkan Sökmen 0000-0001-8647-4861

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2022
Gönderilme Tarihi 26 Nisan 2022
Kabul Tarihi 29 Ağustos 2022
Yayımlandığı Sayı Yıl 2022

Kaynak Göster

APA Bakır, M. S., & Sökmen, K. F. (2022). YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 27(3), 1117-1136. https://doi.org/10.17482/uumfd.1109224
AMA Bakır MS, Sökmen KF. YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ. UUJFE. Aralık 2022;27(3):1117-1136. doi:10.17482/uumfd.1109224
Chicago Bakır, Mustafa Sinan, ve Kemal Furkan Sökmen. “YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27, sy. 3 (Aralık 2022): 1117-36. https://doi.org/10.17482/uumfd.1109224.
EndNote Bakır MS, Sökmen KF (01 Aralık 2022) YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27 3 1117–1136.
IEEE M. S. Bakır ve K. F. Sökmen, “YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ”, UUJFE, c. 27, sy. 3, ss. 1117–1136, 2022, doi: 10.17482/uumfd.1109224.
ISNAD Bakır, Mustafa Sinan - Sökmen, Kemal Furkan. “YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27/3 (Aralık 2022), 1117-1136. https://doi.org/10.17482/uumfd.1109224.
JAMA Bakır MS, Sökmen KF. YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ. UUJFE. 2022;27:1117–1136.
MLA Bakır, Mustafa Sinan ve Kemal Furkan Sökmen. “YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 27, sy. 3, 2022, ss. 1117-36, doi:10.17482/uumfd.1109224.
Vancouver Bakır MS, Sökmen KF. YER ALTI ARAÇ OTOPARKLARINDA JET FAN TİPİ VE FARKLI HAVA DEĞİŞİM SAYILARINA GÖRE YANGIN SENARYOSUNUN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ. UUJFE. 2022;27(3):1117-36.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr