Bitişik nizam binalarda cephe yangınlarının yatay yönde yayılımında rüzgar etkisinin incelenmesi

Abstract

İnsanların yaşama, barınma, çalışma gibi pek çok ihtiyacını karşılayan binaların dış ortamla ara kesitini oluşturan cepheler, belirli performans koşullarını yerine getirmelidir. Isıl konfor, gün ışığından yararlanma, gürültü kontrolü gibi faktörlere göre planlama yaparken, meydana gelebilecek bir yangının cephe yoluyla yayılma riski de dikkate alınmalıdır. Yangın yayılımını sınırlandırmak için tasarım sürecinin başından itibaren pasif yangın emniyet önlemleri ile desteklenmesi gerekir. Günümüze dek cephe yangınları ile ilgili yapılan çalışmaların genelinde rüzgar faktörü göz ardı edildiği görülmektedir. Bu çalışmalara göre yangın sırasında oluşan alev ve dumanın cephedeki açıklıktan dışarı çıktıktan sonra yukarı yönlü hareketi dikkate alınmış ve yönetmeliklerde yangının üst katlara yayılmasını engellemek için sınırlamalar getirilmiştir. Rüzgarı bir parametre olarak hesaba katan çalışmalarda açıklıktan dışarı çıkan alev ve dumanın rüzgar nedeniyle farklı yönlerde hareket ettiği görülmüştür. Bu durum, yangının düşey doğrultu dışında farklı yönlerde de yayılma ihtimali olduğunu ve dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Tezin birinci bölümünde tezin amacı, kapsam ve sınırlamaları ile birlikte literatür araştırmasına yer verilmiştir. Tez kapsamında rüzgar faktörünün cephe yangınlarının yayılmasına etkisi incelenmiştir. Açıklıklar arası yatay mesafenin ve farklı rüzgar yönlerinin yangının yayılmasını nasıl etkilediğini ifade edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde, cephe yangınlarına değinilmiştir. Cephe yangınlarının nasıl başladığı ve yayıldığından bahsedilmiştir. Cephe yangınlarında alev ve duman yayılımında hangi faktörlerin etkili olduğundan söz edilmiş ve bu faktörlerin cephe yangınlarını nasıl etkilediği belirtilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde ise cephe yangınlarını önlemek amacıyla ulusal ve uluslararası yönetmeliklerde ne gibi önlemler alındığı incelenmiştir. Genel anlamda yangının yukarı yönlü yayılmasını, çatı yolu ile bitişik binaya geçmesini, radyasyon yolu ile karşı binalara yayılmasını önlemek amacı ile yönetmeliklerde yer alan maddelere değinilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde, tezde gerçekleştirilen sayısal model ile ilgili bilgiler ve sayısal benzetimin sonucunda elde edilen bulgular yer almıştır. Sayısal modelin özellikleri ve kriterleri ile birlikte kullanılan yazılım ile ilgili bilgiler verilmiş ve gerçekleştirilen senaryolar ifade edilmiştir. PyroSim programında oluşturulan bir yapı adasının sokağa komşu orta bölümünde yer alan beş katlı iki bitişik bina modellenmiştir. Belirlenen yangın senaryosuna göre 360 saniye boyunca sayısal ortamda yangın benzetimleri yapılmıştır. Pencerelerin yangın esnasında kırıldığı veya açık bırakılmış kabul edildiği ve cephe elemanlarının yangına dayanımının dikkate alınmadığı senaryolarda yangının bitişik nizam binaların birinde başladığı ve cephe açıklığı vasıtasıyla yayıldığı düşünülmüştür. Yayılmanın etkilerinin incelenebilmesi için birbirine komşu iki bina arasındaki en yakın cephe açıklıklarının yatayda birbirleri arasındaki mesafeler değiştirilerek farklı yangın senaryoları oluşturulmuştur. Senaryolarda referans olması için rüzgarsız durum bağımsız olarak incelenmiş; rüzgarın etkin olduğu senaryolarda ise rüzgar hızı ve cepheye geliş açısı değiştirilerek rüzgar faktörünün yangının yayılmasında ne ölçüde etkili olduğu incelenmiştir. Bu amaçla dokuz farklı senaryo oluşturulmuştur. Senaryoların sayısal benzetimlerinden elde edilen bulgular sunulmuştur. Tezin beşinci bölümünde ise sayısal benzetimden elde edilen sonuçların karşılaştırılması ve değerlendirmeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, rüzgar faktörünün cephe yangınlarında alev ve duman hareketini etkilediği görülmüştür. Rüzgar faktörünün ihmal edildiği durumda yukarı yönlü hareket eden alev ve dumanın, rüzgar faktörünün dahil edilmesiyle birlikte yatayda da yayılarak hareket ettiği ve bitişik nizamdaki bir binayı açıklıkları vasıtasıyla etkileyebileceği tespit edilmiştir.