Ulaşım Yapılarında Farklı Yangın Senaryolarının Sayısal Olarak İncelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: UMUT BARIŞ YILMAZ

Danışman: Oğuz Turgut

Özet:

Çalışmanın ilk aşamasında 1:100 ölçekli bir metro istasyonunda 10 ml n-heptan havuz yangını Fire Dynamics Simulator (FDS v6.7.7) yazılımı ile sayısal olarak incelenmiş, farklı tasarım eğrileri, türbülans ve radyasyon değişkenleri uygulanarak duman ve sıcaklık dağılımı araştırılmış, literatürdeki deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Eksponansiyel yangın tasarımı eğrisinin %5 fark ile deneysel verilere en yakın sonucu verdiği gözlemlenmiş ve küçük ölçekli hidrokarbon havuz yangınları için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca en uygun radyasyon ve türbülans değişkenleri saptanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında dört şeritli NATM tünelde 6-200 MW arasındaki büyüklüklerde dizel havuz yangını simüle edilerek sonuçları aynı koşullar altında uluslararası mevzuatta yeralan acil durum havalandırma hesapları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sıcaklık sonuçları doğrultusunda tünel yapısalına zarar verebileceği öngörülen 100 MW ve üstündeki yangın yüklerinde yüksek basınçlı su sisi (YBSS) ve baskın sulu söndürme sistemi simülasyonları yapılmış ve söndürme sistemlerinin ısı transferi üzerindeki etkisi incelenmiştir. YBSS sisteminin yangın yükünü ortalama %50, baskın sistemin ise ortalama %30 oranında azalttığı saptanmıştır. Ayrıca sulu söndürme sistemlerinin maliyetleri, havalandırma sistemi kapasitesi de dikkate alınarak hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Buna göre su sisi yangın söndürme sisteminin baskın sistemden %30 daha pahalı olduğu tünel uzunluğu arttıkça %20’ye kadar düştüğü saptanmıştır. Bununla birlikte baskın sistemin 3 kat anlık debi ihtiyacı nedeni ile YBSS sisteminin drenaj altyapısında avantaj sağlayacağı anlaşılmıştır. Çalışmanın üçüncü ve son aşamasında ise NATM tünelden alınan hız ölçümleri ve nümerik analizlerden faydalanılarak, karayolu tünelleri boyuna havalandırma sistemleri test ve devreye alma işlemleri için prosedür geliştirilmiştir. NATM tünelden ölçülen ortalama hız değerleri ile sayısal analiz sonuçları arasındaki farkın %4,9 olduğu ve sonuçların uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Buna göre, karayolu tüneli havalandırma sistemi test ve devreye alma sırasında bu tip bir prosedürün uygulanabileceği ortaya konmuştur.

Anahtar Kelimeler : Metro istasyonu, Karayolu tüneli, Runehamar, NATM, Soğuk duman, Test ve devreye alma, Yangın tasarımı, Yangın eğrisi, Nheptan havuz yangını, Palet yangını, Yüksek basınç su sisi, baskın sistem, Fire dynamics simulator (FDS)