Tulajdonos: Matt Ladzinski | Megjelenés dátuma: 2022.09.15.
Szakterület:
Módszer:
Alkalmazási terület:
Iparág:
Tűzvédelem
A tűzvédelem mérnöki oldalról nagyon fontos a tűz megelőzésének szempontjából, valamint célja az életmentés (füstkezelés, tűz terjedése, kimenekítés) és a keletkezett károk minimalizálása (tűzoltás, tűzoltók védelme).
Egy épületet megfelelő pontossággal modellezve, a tűz keletkezési helyének, valamint a tűz és a füst terjedési viselkedésének megbízható leírásával megjósolhatóak különböző esetek, melyek segítségével áttervezhető az épület, ezzel megelőzve súlyos káresetek kialakulását.
Numerikus szimuláció futtatásakor a szerkezetek, a tárgyak, az interakciók, a levegő, a gázok és a tűz viselkedését modellezzük komplex anyagtörvények segítségével, melyek pontosan leírják a szilárd anyagok, folyadékok és gázok keletkezését.
Komplex geometriák
A szimuláció során vizsgálnunk kell az épületet és annak közvetlen környezetét, hogy pontosabb modellt kaphassunk a tűzesetről és annak következményeiről az emberekre és az ingatlanra nézve. A tűzszimuláció összetett módszer. Turbulenciát, kémiai reakciókat, a lángfront követését, a hőáram megfigyelését és a sugárzást használja. Ezenfelül termikus-mechanikus komponensekkel is bővíthető.
Kings’ Cross tűzeset, Egyesült Királyság, 1987
Egy föld alatti metró állomás mozgólépcső alagútjában létrejött tűz numerikus szimulációját végezték el, ahol 1.6 MW teljesítményű tűz keletkezett a 45 m hosszú, közel 45° emelkedésű alagútban. Az Ansys CFD által számított „árokhatást” (trench effect) és hőmérséklet elosztást a lefolytatott hivatalos vizsgálat alatt elfogadták.
Szerkezetek védelme
Robbanás vagy külső behatás következtében létrejövő súlyos szerkezeti sérülés által okozott tűz szimulációjára is van lehetőség. Termikus-mechanikus folyadék és szerkezeti kölcsönhatást használunk, mely során a szerkezet a külső behatás során gyengül, majd pedig hosszú ideig hat rá intenzív tűz. A szerkezet tönkremenetele szintén vizsgálható a modell segítségével, mely eredményeként feltérképezhetőek az evakuációs útvonalak és az összeomlásig fennmaradó idő.
Világkereskedelmi Központ (World Trade Center), USA, 2001
A Világkereskedelmi Központ összeomlásának teljeskörű és alapos vizsgálata kimutatta a tűz által előidézett termikus állapotokat és a szerkezeti meghibásodás folyamatát.
Füst terjedése
A geometria füst terjedésére mért hatását és a látótávolság alakulását is modellezhetjük. Általában a nagy belső tereket kisebb zónákra osztják függönyök és füstkezelő rendszerek segítségével, hogy a tüzet korlátozhassák és ezzel emberéleteket mentsenek meg.
Füstkezelés a Complex Atria-ban
Kettő esetet modelleztek a komplex épületegyüttesben. Az első során a füst minden helyiségébe behatolhatott. A második modellben egy füstkezelő rendszer segítségével a komplexum kisebb egységekre lett bontva és a füst sokkal kisebb területen oszlott szét.
Repülőtéri füstelszívás
Repülőtereken tűz esetén vészhelyzeti füstelszívó rendszer lép működésbe a tűz észlelésétől számított egy percen belül. A rendszer vészfüggönyöket és zónázást használ a nagy belterekben a füst terjedésének irányításához.
Virtuális “mi lenne, ha” esetek
A virtuális számítások lehetőséget teremtenek számunkra különböző katasztrófa helyzetek megfelelő pontosságú elemzésére. Ezen kívül lehetőség van különböző szerkezeti változtatásokra, anyagjellemzők és berendezések változtatására.
Tűzoltó rendszerek cseppméretének modellezésével komplex geometriák esetén optimalizálható a tűzoltó rendszer hatásfoka. Tűzeset esetén a szennyezőanyagok terjedését is vizsgálhatjuk az épület közvetlen közelében a szimuláció segítségével.
Szennyezőanyag terjedés a Temze mellett, Egyesült Királyság, esettanulmány
Egy épületben létrejött tűz vizsgálata, mely tartalmazza az épülettől számított fél kilométeres körön belüli többi épületet is a Temze szakaszával együtt. A modellt különböző uralkodó széljárásokra vizsgálták, hogy felmérhessék, hogyan reagál az épület különböző időjárási viszonyokra.
Összefoglalás
A szimuláció egy költséghatékony módja különböző, akár extrém esetek vizsgálatának. Ezen kívül nagyon sok hasznos információval szolgál a tűzvédelemért felelős mérnökök számára, hogy ezek ismeretében meghozhassák a megfelelő döntéseket a katasztrófák megelőzésének érdekében, ezzel emberéleteket és építményeket mentve.
