مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه عددی حجم هوای لازم برای تخلیه دود پارکینگ های بسته با استفاده از نرم افزار پایروسیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قاینات، قاین، ایران
چکیده
آتش‌سوزی در پارکینگ‌های زیرزمینی به دلیل تجمع سریع دود، خطر جدی برای خروج ایمن افراد ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، طراحی مناسب سامانه‌های تهویه و تخلیه دود برای حفظ میدان دید و تسهیل خروج اضطراری افراد اهمیت زیادی دارد. با این وجود، حداقل حجم هوای لازم برای ایجاد میدان دید مناسب جهت خروج ایمن افراد مطابق با استانداردهای بین المللی دارای تفاسیر گوناگون است. در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار پایروسیم، حجم هوای لازم برای تخلیه دود یک حریق 4 مگاواتی که به مدت 5 دقیقه فعال است، در چهار پارکینگ بسته با مساحت‌های ۵۰۰، ۱۰۰۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ مترمربع مورد بررسی عددی قرار گرفت و وضعیت میدان دید پس از ده دقیقه از ایجاد حریق تحلیل گردید. نتایج نشان داد که برای پارکینگ‌های ۵۰۰ و ۱۰۰۰ مترمربع، جهت ایجاد میدان دید 10 متر پس از 10 دقیقه از ایجاد حریق، نرخ ۲۵ بار تعویض هوا در ساعت لازم است در حالی که در پارکینگ‌های بزرگ‌تر با مساحت‌های ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ مترمربع، نرخ ۲۰ بار تعویض هوا در ساعت این مقدار میدان دید را در تمام نقاط پارکینگ ایجاد می‌کند. این تفاوت به دلیل توزیع یکنواخت‌تر جریان هوا و پراکندگی بهتر دود در فضاهای وسیع‌تر است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical Study of Air Volume Requirements for Smoke exhaust in Enclosed Parking Garages Using PyroSim

نویسندگان English

Ghodrat Ghassabi
Mohammad reza Zangooee Motlagh
Soheila Davoudi Nia
Department of Mechanical Engineering, Bozorgmehr University of Qaenat, Qaen, Iran
چکیده English

The underground parking fires pose a serious risk to safe egress due to rapid smoke accumulation. Therefore, the proper design of ventilation and smoke-control systems to preserve visibility and facilitate emergency evacuation is of critical importance. Nonetheless, the minimum air volume required to establish an adequate visibility for safe egress, as specified by international standards, has various interpretations. In this study, using PyroSim software, the required ventilation air change rate for smoke exhaustion from a 4 MW fire that remains active for 5 minutes was numerically analyzed in four enclosed parking areas with floor areas of 500, 1000, 1500, and 2000 m². The visibility status was evaluated ten minutes after the onset of the fire. Results indicate that for the 500 and 1000 m² parking areas, achieving a visibility of 10 m within ten minutes after ignition requires an air-change rate of 25 air changes per hour (ACH). In contrast, larger parking areas with floor areas of 1500 and 2000 m² achieve the same visibility with an air-change rate of 20 ACH at all points in the parking facility. This difference is attributed to more uniform airflow distribution and better smoke dispersion in larger spaces.

کلیدواژه‌ها English

Fire
Visibility
PyroSim software
Numerical simulation
Ventilation and smoke extraction systems

 

[1] Z. Zhang, “Numerical simulations on fire spread and smoke movement in an underground car park,” Building and Environment, vol. 42, pp. 3466–3475, 2007. doi: 10.1016/j.buildenv.2006.11.002.
[2] X. Deckers, S. Haga, and B. Sette, “Smoke control in case of fire in a large car park: Full-scale experiments,” Fire Safety Journal, 2012. doi: 10.1016/j.firesaf.2012.10.017.
[3] X. Deckers, S. Haga, N. Tilley, and B. Merci, “Smoke control in case of fire in a large car park: CFD simulations of full-scale configurations,” Fire Safety Journal, vol. 57, pp. 22–34, 2013. doi: 10.1016/j.firesaf.2012.02.005.
[4] C. Juan-juan, Z. Fang, and J. Yuan, “Numerical simulation about smoke vent arrangement influence on smoke control in double-decked tunnel,” Procedia Engineering, vol. 52, pp. 48–55, 2013. doi: 10.1016/j.proeng.2013.02.104.
[5] J. Luo, X. Zhang, J. Zhao, and Z. Xu, “Fire experiment on temperature distribution in an underground vertical car park,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 15, p. 100513, 2019. doi: 10.1016/j.csite.2019.100513.
[6] R. Wang, X. Lan, and L. Xu, “Smoke spread process under different heights based on numerical simulation,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 21, p. 100710, 2020. doi: 10.1016/j.csite.2020.100710.
[7] Z. Long, C. Liu, Y. Yang, P. Qiu, X. Tian, and M. Zhong, “Full-scale experimental study on fire-induced smoke movement and control in an underground double-island subway station,” Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 103, p. 103508, 2020. doi: 10.1016/j.tust.2020.103508.
[8] C. Wang, C. Du, and H. Zhang, “Numerical simulation of smoke natural filling in ultra-thin and tall atrium,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 28, p. 101521, 2021. doi: 10.1016/j.csite.2021.101521.
[9] A. Kallianiotis, “Evaluation of fire smoke control in underground space,” Underground Space, vol. 7, pp. 295–310, 2021. doi: 10.1016/j.undsp.2021.07.010.
[10] S. M. J. Razeghi, M. Safarzadeh, and H. Pasdarshahri, “Evaluation of air curtain and emergency exhaust system for smoke confinement of an enclosure,” Journal of Building Engineering, vol. 33, p. 101650, 2021. doi: 10.1016/j.jobe.2020.101650.
[11] M. Li, Y. Shen, Z. Zhang, J. Ji, and Z. Gao, “Theoretical and numerical study of smoke acceleration effect in the U-shaped shaft of a high-rise building,” International Journal of Thermal Sciences, vol. 203, p. 109146, 2024. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2024.109146.
[12] B. Zhu, H. Cong, Z. Shao, H. Hu, L. Ye, Y. Bi, and Y. Zeng, “Numerical studies on the synergistic effects of smoke extraction and control performance by mechanical ventilation shafts during tunnel fires,” Underground Space, vol. 21, p.46-64, 2025. doi: 10.1016/j.undsp.2024.07.005.
[13] BSI, BS 7346-7: Components for Smoke and Heat Control Systems – Part 7: Code of Practice on Functional Recommendations and Calculation Methods for Smoke and Heat Control Systems for Covered Car Parks, BSI Standards Publication, 2013.
[14] UL Research Institutes, Fire Dynamics Simulator User’s Guide, Fire Safety Research Institute, Columbia, MD, 2024.
[15] NIST, Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide, Volume 1: Mathematical Model, 6th ed., NIST Special Publication 1018-1, pp. 110–111, 2021.
[16] UL Research Institutes, Fire Dynamics Simulator User’s Guide, Fire Safety Research Institute, Columbia, MD, 2024.
[17] H. Zhang, G. Yan, M. Li, and J. Han, “Analysis of the indoor fire risk based on the Pyrosim simulation,” Earth and Environmental Science, vol. 636, p. 012002, 2021. doi: 10.1088/1755-1315/636/1/012002