سرعت حدی در تهویه تونل

سرعت حدی در طراحی تهویه تونل با جت فن در زمان حریق

Tunnel ventilation - fire

در شرایط حریق در داخل تونل دود ناشی از آتش سوزی به طرف سقف تونل حرکت می کند و پس از رسیدن به سقف، در صورتی که سرعت تهویه طولی هوا در تونل به اندازه کافی بالا باشد، در مسیر حرکت هوا در تونل به حرکت در می آید و اگر سرعت هوا در تونل کم باشد، در هر دو طرف در تونل پخش می شود.

عقب زدگی لایه دود(smoke backlayering)

بنابراین برای یک مدت کوتاه، فضایی بدون دود تا چند متری از کف تونل وجود دارد. به پدیده ایجاد یک لایه دود در بالای تونل، که در خلاف جهت حرکت هوا پیشروی می کند، عقب زدگی لایه دود(smoke backlayering) می گویند. هنگامی که این لایه دود، دمای خود را به بدنه تونل و هوای اطراف آن منتقل کند، سرد می شود و به سمت پایین می آید و مجدداً به سمت محل حریق باز می گردد و فضای بدون دود در نزدیک زمین را از بین می برد. برای جلوگیری از پدیده عقب زدگی لایه دود، سرعت حرکت هوا در تونل نباید از یک حد آستانه موسوم به سرعت بحرانی کمتر باشد.

رفتار دود در زمان آتش سوزی بر اساس سرعت هوا در تونل

نمایش نحوه رفتار دود در زمان آتش سوزی داخل تونل

دانلود فیلم تست آتش سوزی و حریق در تونل و شبیه سازی عملی تهویه تونل با جت فن

Tunnel ventilation fire test

در صورت متناسب نبودن سرعت متوسط جریان هوا با سرعت بحرانی، یک جریان گردابی از دود ایجاد خواهد شد که می تواند موجب ایجاد خطرات جانی برای افراد حاضر در آن منطقه شود. به همین دلیل در حالت تهویه مکانیکی در تونل سرعت بحرانی تعریف می شود که در شرایط حریق و با تنظیمات انجام شده، سرعت متوسط جریان هوا به سرعت بحرانی نزدیک شود تا دود و گرما به صورت لایه ای در قسمت بالای تونل و در مسیر جریان هوای تهویه مکانیکی حرکت کرده و امکان تخلیه اضطراری افراد و حضور پرسنل آتش نشانی در آن قسمت مهیا گردد.

تست و بررسی عملکرد سیستم تهویه در معرض دود و آتش

در اکثر موارد پس از طراحی تهویه تونل، نصب تجهیزات تهویه مکانیکی و همچنین تجهیزات کنترلی، حریقی مصنوعی در داخل تونل ایجاد می گردد تا شرایط کلی تهویه مورد بررسی قرار گیرد. ایجاد این حریق و آتش مصنوعی در ابعاد کوچک در داخل تونل به ما کمک می کند تا شرایط واقعی بروز حریق را در داخل تونل تجربه کرده و برای این شرایط آماده شویم.

تست حریق و دود در تونل و سیستم تهویه

روش تست آتش سوزی در داخل تونل

شبیه سازی دود و مدلسازی آتش

یک روش دیگر برای بررسی درست بودن طراحی سیستم تهویه در تونل و پارکینگ، استفاده از شبیه سازی آتش سوزی و سیمولیشن دود(Fire and smoke CFD and pyrosim simulation) است. در این روش اول مدل سه بعدی از تونل یا پارکینگ به همراه محل قرار گرفتن جت فن ها آماده می شود. پس از آن موقعیت حریق فرضی و شدت انرژی آزاد شده توسط حریق تعیین می شود. بعد از تعیین شرایط مرزی شبیه سازی، سیمولیشن اجرا شده و نحوه حرکت دود را با تقریب خوبی مشخص می کند.
استفاده از شبیه سازی و سیمولیشن دود باعث می شود پیدا کردن اشتباهات طراحی و مناطق بحرانی در زمان آتش سوزی راحت تر باشد.

سیمولیشن آتش در داخل تونل

نتیجه سیمولیشن آتش سوزی در داخل تونل در دو حالت خاموش بودن جت فن و روشن بودن فن ها

علاوه بر امکان تهیه پلات های سرعت، دما و فشار هوا در نقاط مختلف داخل تونل، پارکینگ، هتل و غیره، با کمک نرم افزار های تخصصی شبیه سازی آتش سوزی مانند پایروسیم(Pyrosim)، می توان نحوه حرکت دود در محیط را به صورت انیمیشن و در فضای سه بعدی مشاهده کرد. این انیمیشن ها نتیجه مدلسازی آتش را بر حسب زمان نشان می دهند. در تصویر زیر نمونه ای کوتاه از نتیجه های سیمولیشن حریق با نرم افزار پایروسیم نمایش داده شده است.

شبیه سازی حرکت دود در داخل پارکینگ با نرم افزار پایروسیم