YERALTI TAŞIMA SİSTEMLERİ İSTASYONLARINDA HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİYLE YANGIN VE HAVALANDIRMA SİMÜLASYONU



Benzer belgeler
YERALTI TOPLU TAŞIMA SİSTEMLERİNDE ACİL DURUM HAVALANDIRMASI

Tünel. Merdivenler. Tren. Makas bölgesi. Fan odası. İstasyon

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ


ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

JET FAN SİSTEM TASARIM KRİTERLERİ, MONTAJ VE DEVREYE ALMA UYGULAMALARI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

İzmir Adnan Menderes Havalimanı Yeni İç Hatlar Terminali ne Etkileyen Rüzgâr Yüklerinin CFD Metotlarıyla Belirlenmesi

METRO İSTASYON VE TÜNELLERİNİN ACİL DURUM HAVALANDIRMASINDA YENİ YAKLAŞIMLAR VE UYGULAMA ESASLARI

RADYATÖR ARKALARINA YERLEŞTİRİLEN YANSITICI YÜZEYLERİN RADYATÖR ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

Abs tract: Key Words: Gencer KOÇ Özgür Cem CEYLAN

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

EA-910 Yangına Dayanıklı Boya

KAPALI OTOPARK HAVALANDIRMA SİSTEMLERİNİN, YANGINLA MÜCADELEYE YÖNELİK TASARIMI. Artur Altunkeser (Mak Yük Müh.) A.T.C. AIR TRADE CENTRE LTD.

JET FANLAR [PAF-J SERİSİ ÜRÜN KATALOĞU] Havalandırma Lüks Değil!

AKSİYAL FANLAR [PAF SERİSİ ÜRÜN KATALOĞU] Havalandırma Lüks Değil!

Soru No Puan Program Çıktısı 3, ,8 3,10 1,10

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

EK-1: KABLOLU TAŞIMA SĐSTEMLERĐ TASARIMINDA YARARLANILACAK STANDARTLAR VE YÖNETMELĐKLER EK-2:KISALTMALAR

Tekstil Mamüllerinin Depolanması ve Yangın Riskleri

Acil Durum Tünel Havalandırmasında Bölgesel Faktörlerin Sayısal Olarak İncelenmesi

SOMA EYNEZ KAZASI İLE İLGİLİ YAPILMASI GEREKENLER

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LİSANS EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI (NORMAL VE İKİNCİ ÖĞRETİM)

Tekstil Mamüllerinin Depolanması ve Yangın Riskleri

Yangın Söndürme Sistemleri

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

Gürültü Kaynak Verileri (1) - Demiryolları

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Bilgisayar Destekli Tasarım MK-324 3/Bahar (1+2+0) 2 4

HOTEL VE MOTELLERDE YANGIN ÖNLEMLERİ

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

Mekanik Karıştırıcıların Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği ile Sayısal Modellenmesi

F C/2h. F C/2h R KI Y

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

DC Beslemeli Raylı Ulaşım Sistemlerinin Simülasyonu

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

BİR MONTAJ HATTI ÜRETİM SİSTEMİNDE OPTİMAL İŞGÜCÜ DAĞILIMININ ARENA PROCESS ANALYZER (PAN) VE OPTQUEST KULLANILARAK BELİRLENMESİ

Makina Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Programı Kılavuzu

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

RÜZGAR ETKİLERİ (YÜKLERİ) (W)

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Termodinamik ve Akışkanlar (APM201) Ders Detayları

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 2 Problemler. Problem numaraları kitabın «5 th Edition» ile aynıdır.

Makale. ile ihtiyacın eşitlendiği kapasite modülasyon yöntemleri ile ilgili çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

P u, şekil kayıpları ise kanal şekline bağlı sürtünme katsayısı (k) ve ilgili dinamik basınç değerinden saptanır:

TEBLİĞ YAPI İŞLERİ İNŞAAT, MAKİNE VE ELEKTRİK TESİSATI GENEL TEKNİK ŞARTNAMELERİNE DAİR TEBLİĞ (TEBLİĞ NO: YFK-2007/1) DE

1.Sınıf / Güz Dönemi

M 324 YAPI DONATIMI ISITICI ELEMANLAR. Dr. Salih KARAASLAN. Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

T.C. NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS LİSTESİ

ACİL DURUM ASANSÖRÜ ( İTFAİYE ASANSÖRÜ ) M. KEREM FETULLAHOĞLU MAKİNE MÜHENDİSİ

2009 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI SINIF: 1 DÖNEM: GÜZ. Ders Kodu Dersin Adı T P K ECTS Ders Tipi

OTOMOTİV ENDÜSTRİSİNDE HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ UYGULAMALARI

m3/h, Pa. Kavrama, kayış-kasnak veya direk tahrik Eurovent e göre Kısa/Uzun gövde; kılavuz giriş kanatlı/kanatsız

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

KAPALI OTOPARKLARDA JET FAN SİSTEMİ

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

1.Sınıf / Güz Dönemi

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

7. BÖLÜMLE İLGİLİ ÖRNEK SORULAR

TS E GÖRE HERMETİK CİHAZ YERLEŞİM KURALLARI

Yangın Alarm Sistemleri iki ana gruba ayrılır

ENİNE HAVALANDIRMA SİSTEMİNE SAHİP BİR TÜNELDE YANGIN KAYNAKLI DUMANIN TAHLİYESİNİN SAYISAL YÖNTEMLE İNCELENMESİ. Burcu ALPGİRAY

1.Sınıf / Güz Dönemi

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

Acil Aydınlatma Kullanım Kılavuzu

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Akışkanlar Mekaniği MK-312 3/Güz (3+1+0) 3.5 7

DUMAN EMİŞ FANININ YANGIN ESNASINDAKİ DUMAN YAYILIMINA ETKİSİNİN CFD YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

Santrifüj Pompalar: MEKANİK ENERJİYİ, AKIŞKANDA KİNETİK ENERJİYE ÇEVİREN VE AKIŞKANLARI TRANSFER EDEN MAKİNALARDIR.

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Bölüm Başkanı Prof. Dr. Vedat ARSLAN Bölüm Başkan Yardımcıları

ZEMİN SUYU Zeminde Su Akımı ve Akım Ağları. Y.Doç.Dr. Saadet A. Berilgen

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Optik Haberleşme (EE 539) Ders Detayları

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

İtki (APM 304) Ders Detayları

XII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ ERGİN BAYRAK, NACİ ŞAHİN Nisan 2015, İZMİR

KANAL VE RADYAL ÇATI TİPİ FAN

İkincil Çelik Metalurjisi (MATE 482) Ders Detayları

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

YANGINDAN ETKİLENMİŞ BİR BETONARME GÜÇLENDİRMESİNİN PLANLANMASI ÜZERİNE. erdemli.

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İdeal Akışkanların 2 ve 3 Boyutlu Akımları

I. YARIYIL (1. SINIF GÜZ DÖNEMİ) 2012 %25 DERS PLANI. Ders Saati İle İlgili Komisyon Görüşü Uygun Uygun Değil

HARRAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÇİFT ANADAL PROGRAMI (ÇAP) ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÖĞRENCİLERİ İÇİN DERS PLANI

FAN-SİM FAN-SİM FAN PERFORMANS HESAPLAMA VE SEÇİM YAZILIMI.

Termal Sistem Tasarımı (ME 408) Ders Detayları

Raylı Sistemlerin Temelleri 13. Havalandırma. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

RADYAL TİP ISITMA APAREYİ

DENİZ HARP OKULU MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Isı Transferi MKM-321 3/II (3+0+0) 3 4

Yangında Kayıp Riskinin Yüksek Olduğu İşyerlerinde Yangın Çıkmasının ve Sirayetinin Minimize Edilmesi

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Isı Transferi MK-322 3/Bahar (4+0+0) 4 5

Transkript:

65 YERALTI TAŞIMA SİSTEMLERİ İSTASYONLARINDA HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİYLE YANGIN VE HAVALANDIRMA SİMÜLASYONU Serkan KAYILI O. Cahit ERALP ÖZET Yeraltı toplu taşıma sistemlerinde oluşan yangınlarda insan hayatını esas tehdit eden, yangına doğrudan maruz kalmak değildir. Yangınlarda ölümlerin büyük bölümü dumanın solunması sonucudur. Yeraltı toplu taşıma sisteminde oluşan bir tren yangınında, yangın ve duman yayılımının sayısal simülasyonu, sonuçların değerlendirilmesi ve en iyi kaçış stratejisinin belirlenmesinde faydalı bir araç olarak kullanılmaktadır. Bir istasyon yangınında acil durum havalandırma sistemi ısıyı, dumanı ve yanmadan oluşan zehirli atıkları kaçış yönünden uzaklaştırarak istasyondan tehlikesiz bir bölgeye güvenli kaçışı garanti edecek yeterlilikte olmalıdır. Son yıllarda, acil havalandırma sistemlerinin performansının değerlendirilmesinde araç olarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği kullanılmaktadır. Bu çalışmada yeraltı toplu taşıma sistemindeki bir istasyonda, CFDesign 9.0 Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği programı kullanılarak yangın simülasyonu yapılmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği simülasyonlarında karmaşık geometrilerdeki akış dağılımını gerçeğe daha yakın tasvir edebilmek için üç boyutlu istasyon modelleri kullanılmıştır. Metro istasyonunda çıkan bir tren yangını simülasyonu için yangının belli bir gelişmişlik düzeyini ifade eden zamandan bağımsız bir analiz yapılmıştır. Yangın, duman ve enerji kaynağı olarak ifade edilmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar sıcaklık, hız ve duman yoğunluk dağılımları eş değer eğrileri şeklinde verilmiştir. 1. GİRİŞ Tarihte yeraltı toplu taşıma sistemlerinde yangınlara azda olsa rastlanmaktadır. Tablo-1 de tarihte yeraltı toplu taşıma sistemlerinde meydana gelen bazı yangınlar belirtilmiştir. Yeraltı toplu taşıma sistemlerinde oluşan yangınlarda insan hayatını esas tehdit eden yangına direkt maruz kalmak değildir. Yangınlarda ölümlerin büyük bölümü duman solunması sonucudur. Yangından oluşan zehirli gazlar hem insanların solunumunu etkilemekte hem de görüş mesafesini düşürmektedir. İnsanların yeraltı toplu taşıma sistemlerini (metroları) güvenli bir şekilde kullanabilmeleri için havalandırma sistemlerinin ayrıntılı ve dikkatli bir şekilde tasarlanması gerekmektedir. Acil durum havalandırma sisteminin amacı insanlar için gerekli kaçış süresini sağlamanın yanı sıra itfaiye personelinin yangına müdahale etmesini de kolaylaştırmaktır. Sıcaklığın havalandırma sistemi sayesinde düşük seviyelerde tutulması gerekmektedir. Böylelikle insanlar kaçış süresince herhangi bir tehdit ile karşılaşmayacaklardır. Bu çalışmada yeraltı toplu taşıma sistemindeki bir istasyonda, CFDesign 9.0 Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği programı kullanılarak yangın simülasyonu yapılmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği simülasyonlarında karmaşık geometrilerdeki akış dağılımını gerçeğe daha yakın tasvir edebilmek için üç boyutlu istasyon modelleri kullanılmıştır. Metro istasyonunda çıkan bir tren yangınının simülasyonu için zamandan bağımsız bir analiz yapılmıştır. Yangın, duman ve enerji kaynağı olarak ifade edilmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar sıcaklık, hız ve duman yoğunluk dağılımları eş değer eğrileri şeklinde verilmiştir.

66 Tablo 1. Yeraltı Toplu Taşıma Sisteminde Oluşan Bazı Yangınlar [1] Tarih Şehir Ayrıntılar Mart 1964 New York Tren ve ekipmanları yandı. 3 kişi yaralandı Ocak 1968 Eylül 1970 Tokyo Tokyo Şubat 1976 Londra Trenin frenlerindeki ısınmadan dolayı yangın çıktı. 11 kişi yaralandı Restoran yanmaya başladı ve duman yeraltı toplu taşıma sistemine yayıldı. Platform ekipmanları yanmaya başladı ve elektrik kesildi. 9 tren tünel içinde durmak zorunda kaldı. 25 kişi yaralandı Eylül 1979 New York Transformatörler tutuştu ve 178 kişi yaralandı Ocak 1979 Ağustos 1983 Kasım 1984 Temmuz 1985 San Fransisko Nagoya Londra Londra Aralık 1985 Londra Kasım 1987 Londra Mayıs 1994 Taipei Trenden oluşan kıvılcımlar sonucu yangın çıktı. 1 kişi öldü ve 44 kişi yaralandı. İstasyon transformatörleri yanmaya başladı. 700 kişi tünelden kaçmak zorunda kaldı ve 1 itfaiyeci öldü. Platform depo sahası yandı; tavan ve duvarlar zarar gördü. 18 kişi yaralandı Yürüyen merdiven yanmaya başladı. 1 kişi öldü ve 47 kişi yaralandı. Yürüyen merdiven yanmaya başladı. 200 kişi kurtarıldı. Yürüyen merdiven yanmaya başladı ve duman istasyona yayıldı. 84 kişi yaralandı. Transformatörler yanmaya başladı ve duman istasyonun iki katına yayıldı. 10 itfaiyeci yaralandı. Ekim 1995 Bakü Trende yangın çıktı. 337 kişi öldü ve 227 kişi yaralandı. Nisan 2000 Washington, DC Elektrik kabloları yanmaya başladı. Trende bulunan 273 kişi kurtarıldı. Çalışmada örnek alınan istasyon, İstanbul Otogar-Bağcılar Raylı Toplu Taşıma Sistemine dahil olan istasyonlardan biridir. 2. SİSTEMİN TANITILMASI İstanbul Otogar-Bağcılar Raylı Toplu Taşıma Sistemi projesine dâhil olan bir istasyonda yangın durumu CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) tekniği kullanılarak incelenmiştir. Sözkonusu Raylı Toplu Taşıma Sistemi, yeraltında bulunan kısmında, 4 adet istasyon ve bunlara bağlı tünellerden oluşmaktadır (Şekil-1). 658 m SOL HAT 1+328 m 1+449 m 120 m MENDERESİ STASYON SAĞ HAT 608 m 1+328 m 1+448 m 2+274 m 2+399 m 125 m ÇİN ÇİN İSTASYON 2+275 m 2+400 m 3+558 m 3+683 m 125 m BAĞCILAR İSTASYON 3+548 m 3+673 m 5+168 m 4998 m 5008 m 5+178 m 125 m KİRAZLI İSTASYON 5+293 m 5+303 m Şekil 1. İstanbul Otogar Bağcılar Raylı Toplu Taşıma Sisteminin Şematik Gösterimi [2]

67 Analizi yapılan istasyonun platform uzunluğu 125 m, genişliği 21 m ve ray üst kotundan yüksekliği 6.17 m dir. İstasyonun platform ve bilet holü katının üç boyutlu geometrisi bilgisayarlı çizim programı vasıtasıyla modellenmiştir. Şekil-2 de istasyonun üç boyutlu modeli gösterilmiştir. İstasyonunun her iki tarafında ikişer çift tünel acil durum havalandırma fanı yer almaktadır. Bu fanların her birinin kapasitesi 100 m 3 /s dir. Gereken fan kapasiteleri, Subway Environmental Simulation [3] programı kullanılarak yapılan tünel yangını simülasyonları sonucunda belirlenmiştir. Daha sonra yapılan detaylı analizler sonucunda bu fanların kapasiteleri optimize edilmiştir. Tünel havalandırma fanları çift yönlü olarak çalışabilecek şekilde seçilmelidir. Fanların seçilmesinde dikkat edilmesi gereken kriterler NFPA-130 [4] standardında belirtilmiştir. 3. YANGIN SENARYOSU SİMÜLASYONU Bu CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) çalışmasında istasyonun katı modeli oluşturulup, analiz CFDesign 9.0 programında yapılmıştır. Cfdesign [5] genel ısı-akış problemlerinde sonlu elemanlar ayrıklaştırma yöntemine göre çözüm yapan bir CFD analiz programıdır. Simülasyonda kullanılan model Şekil 2 de gösterilmektedir. Tünel Acil Durum Havalandırması Fanları Fan Ağızları Tüneller Bilet Holü Katı Tünel Acil Durum Havalandırması Fanları Fan Ağızları TREN Peron Katı Tüneller Şekil 2. İstasyonun 3 Boyutlu Modeli Sayısal çözüm ağı tetrahedral elemanlar kullanılarak Cfdesign programında oluşturulmuş olup yaklaşık 800,000 tane elemandan oluşmaktadır. Analizde k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Ortam sıcaklığı kritik durum gözönüne alınarak 33ºC seçilmiştir. Yapılan çalışmada ışınım ve duvarlarda iletim yolu ile ısı transferi göz önüne alınmamıştır. Yangın sonucu oluşan duman, hava ile benzer özelliklere sahip bir akışkan olarak modellenmiştir. Hava için temel ideal gaz yasası öngörülmüş ve hava yoğunluğunun sıcaklık ile değiştiği varsayılmıştır. Ayrıca havanın ısı transfer katsayısı ve sabit basınçtaki ısı sıhasının sıcaklık ile değiştiği öngörülmüştür. Trenin 5 adet vagondan oluştuğu öngörülmüş ve trenin toplam uzunluğu 118 m olarak alınmıştır. Trenin yüksekliği 3,36 m genişliği ise 2,68 m dir. Yangının trenin ortadaki vagonun alt bölgesinde başladığı varsayılmıştır. Trenin yangın bölgesi dışındaki yapısal kütlesi, trenin alüminyumdan oluştuğu varsayılarak modellenmiştir. Yangın ısıl yük ve duman olarak simüle edilmiştir; yangın yükü olarak Şartname gereği öngörülen 15 MW alınmıştır. Yangının gelişim evresi analiz sırasında göz önüne alınmamıştır; bu sebepten zamana bağlı akış çözümüne gidilmemiştir.

68 İstasyon duvarlarında kayma yok sınır şartı uygulanmış ve duvarlarda ısı transferi olmadığı varsayılmıştır. Tünel acil durum havalandırma fan karakteristikleri çok dik olduğundan fan ağızlarına sabit debi sınır şartı uygulanmıştır. Yangın bölgesinde duman kütlesinin havanın kütlesine oranı 1, %100 olarak alınmıştır. Fanların tünellerden emdiği hava miktarını azaltmak amacıyla modellenen istasyonun, her iki tarafında bulunan istasyonların da tünel acil durum havalandırma fanları çalıştırılmıştır. Tünellerde uygulanan sınır koşulları daha önce yapılan tek boyutlu simülasyon sonucunda elde edilmiştir. Bilet holü katındaki çıkış merdivenlerine atmosfer basınç sınır şartı uygulanmış ve sıcaklıkları da 33 o C olarak alınmıştır. 4. ANALİZ SONUÇLARI Yapılan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Simülasyonunun sonuçları sıcaklık dağılımı, hız dağılımı ve duman konsantrasyonunu gösteren eş değer eğrilerle ifade edilmiştir. Yapılan Simülasyon sonuçları farklı kesitlerde incelenmiş ve şematik gösterimleri aşağıda verilmiştir (Şekil-3). Merdiven Orta Ekseni Boyunca Bilet Holü Katı Zeminden 2 m Yukarıda Tren Üstü Boyunca Peron Katı Ray Üst Kotundan 2.5 m Yukarıda Peron Katı Platformdan 2.5 m Yukarıda Şekil 3. Analiz Sonuçlarının İncelendiği Düzlemler Sıcaklık dağılımları incelendiğinde yolcu tahliye yönü boyunca Şekil 4-7 de gösterildiği üzere sıcaklığın insan hayatını tehdit edecek düzeylere ulaşmadığı gözlemlenmiştir. Ayrıca NFPA 130 [4] standardında belirtilen en yüksek/maksimum 60 C sıcaklık kriteri sağlanmıştır. Şekil 6 da kaçış yolu olarak belirlenen merdivenlerdeki hava hızı, duman ve sıcaklık dağılımları merdiven kesiti boyunca gösterilmektedir. Hava hızı dağılımları incelendiğinde istasyonun kaçış amacıyla kullanılacak merdivenlerinde sürekli bir temiz hava akışı olduğu gözlemlenmiştir. Merdivenlerden aşağı doğru olduğu görülen bu temiz hava akışı, yanma sonucu oluşan gazların istasyonun üst katlarına kaçmasını engellemekte ve kaçış yönündeki sıcaklığın insanları tehdit edecek boyuta ulaşmamasını sağlamaktadır. Şekil 7 de bilet holü katında oluşan hava hızı, sıcaklık ve duman dağılımları gösterilmiş ve bilet holü katının dumandan ve yüksek sıcaklıktan arındırılmış olduğu gözlemlenmiştir. Akış vektörleri incelendiğinden istasyonun boyunca yer alan duvarların hava akımını etkilediği görülmüştür. İstasyon içindeki karmaşık akış, dumanın tünel havalandırma fanları vasıtasıyla etkili bir şekilde emilmesini zorlaştırmaktadır. Duman ve sıcak havanın merdivenin altındaki boşluktan diğer hat yönüne doğru da yayıldığı gözlemlenmiştir.

69 Duman Konsantrasyon Dağılımı Sıcaklık Dağılımı( o C) Hız Dağılımı(m/s) Şekil 4. Platform Kotundan 2.5 m Yükseklikteki Hız (m/s), Sıcaklık ( o C) ve Duman Konsantrasyonu Dağılımları [2]

70 Duman Konsantrasyon Dağılımı Sıcaklık Dağılımı( o C) Hız Dağılımı(m/s) Şekil 5. RayÜst Kotundan 2.5 m Yükseklikteki Hız (m/s), Sıcaklık( o C) ve Duman Konsantrasyonu Dağılımları [2]

71 Duman Konsantrasyon Dağılımı Sıcaklık Dağılımı( o C) Hız Dağılımı(m/s) Şekil 6. Merdiven Orta Ekseni Boyunca Hız (m/s), Sıcaklık ( o C) ve Duman Konsantrasyonu Dağılımları [2]

72 Duman Konsantrasyon Dağılımı Sıcaklık Dağılımı( o C) Hız Dağılımı(m/s) Şekil 7. Bilet Holü Katında 2 m Yükseklikteki Hız (m/s), Sıcaklık ( o C) ve Duman Konsantrasyonu Dağılımları [2]

73 Duman Konsantrasyon Dağılımı Sıcaklık Dağılımı( o C) Hız Dağılımı(m/s) Şekil 8. Tren Boyunca Hız (m/s), Sıcaklık( o C) ve Duman Konsantrasyonu Dağılımları [2]

74 SONUÇ İstasyonda yapılan simülasyon çalışmaları sonucunda; 1. Yapılan yangın simülasyon çalışması kapsamında yolcu tahliyesi esnasında yalnızca tünel acil durum havalandırma fanlarının çalışması yeterli görülmüştür. Sistemde bulunan acil durum havalandırma fanları ile, istasyonun her iki tarafındaki kaçış yollarının insan tahliyesi için uygun olduğu, sıcaklığın NFPA standardında belirtilen 60 C değerinin altında kaldığı belirlenmiştir. Bu durumda istasyon içinde bulunan kaçış yollarının dumandan ve yüksek sıcaklıktan arıtıldığı gözlemlenmiştir. 2. İstasyon yangınlarında zamandan bağımsız hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizlerinin yapılması, acil durum havalandırma sistemi fanlarının yeterliliğinin tespiti için gereklidir. 3. Zamana bağlı akış çözümleri ise yangının gelişim süreci hakkında fikir verebilmekte ve zaman zaman kullanılmaktadır. 4. İstasyon acil durum havalandırmasında kullanılan tünel fanlarının kapasiteleri, tünellerde yapılan yangın simülasyonları sonucunda tespit edilmiştir. Bu fanların istasyon yangın simülasyonu içinde kullanılması durumda fan kapasiteleri istasyonun konumuna, istasyon geometrisi ve fan yerleşim durumuna göre farklılık gösterebilir. Bu nedenle istasyonlarda yangın ve havalandırma senaryosunun tespit edilmesinde üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemiyle analizlerin yapılması gerekmektedir. KAYNAKLAR [1] Chen, F., Guo, S., Chuay H., Chien, S., Smoke Control of Fires in Subway Stations, Theoretical and Computational Fluid Dynamics, Cilt 16, Sayı 5, Sayfa 349-368,2003 [2] Eralp, O.C., Otogar - Bağcılar Raylı Toplu Taşıma Sistemi Çin Çin İstasyonu Yangını CFD Analizi, ODTÜ-TARU A.Ş., Ekim 2006 [3] Subway Environmental Design Handbook, V.1, Principles and Applications, 2 nd Edition, U.S. Department of Transportation, 1976 [4] NFPA, NFPA 130-Standard for Fixed Guideway Transit System, National Fire Protection Association, 2003 Edition [5] Cfdesign Technical Reference Version 9.0, Blue Ridge Numerics Incorporation,2006 ÖZGEÇMİŞ Serkan KAYILI 2002 yılında ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümünden Lisans, 2005 yılında yine aynı bölümden Yüksek Lisans derecelerini aldı. 2002 yılından bu yana aynı bölümde Araştırma Görevlisi olarak çalışan Serkan KAYILI, ODTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Programı nda doktora öğrenimi ile çalışmalarını sürdürmektedir. Deneysel ve sayısal akışkanlar mekaniği, metrolarda tünel ve istasyon yangınları konularında çalışmaktadır. O. Cahit ERALP O. Cahit Eralp 1971 yılında ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümü nden Lisans, 1974 yılında yine aynı bölümden Yüksek Lisans derecelerini aldı. 1974-1976 yılları arasında Cambridge Üniversitesi (UK) Whittle Laboratuarlarında Turbomakinalar konusunda araştırmalar yapan O.C. Eralp 1980 yılında Cranfield Institute of Technology (UK) den doktora derecesini aldı. Aynı yıl ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümüne dönen O.C. Eralp, 1984'de doçent, 1990 da profesör oldu. Uzmanlık ve araştırma konuları: Akışkanlar Mekaniği, Gaz Dinamiği, Doğal Gaz ve Boru Hatları, Turbomakinalar, Deneysel Teknikler ve Endüstriyel Havalandırma dir. Çok sayıda endüstriyel araştırma projesinde yönetici, araştırmacı ve danışman olarak çalıştı. O.C.ERALP, gaz dinamiği konusunda yurt dışında basılmış İngilizce bir kitap, boru hatları konusunda ODTÜ de basılan ders notları ile doğal gaz teknolojisi ile ilgili iki patent ve çok sayıda yayın sahibidir.