Co to jest CFD?
CFD (Computational Fluid Dynamics), czyli Obliczeniowa Mechanika Płynów, jest metodą numeryczną służącą do modelowania rozprzestrzeniania się ognia w zamkniętych lub otwartych przestrzeniach oraz przepływu ciepła, dymu, gazów. Oprogramowanie to pozwala analizować ,jak pożar rozwija się w czasie i przestrzeni. Uwzględniane są zjawiska fizyczne, takie jak konwekcja, promieniowanie cieplne, turbulencje powietrza, spalanie, a także produkcja i rozprzestrzenianie dymu oraz toksycznych gazów.
Jak działa CFD w symulacjach rozwoju pożarów?
Działanie CFD można podzielić na kilka podstawowych kroków, takich jak:
- Modelowanie geometrii budynku lub obszaru, w którym ma miejsce pożar;
- Podzielenie powstałej przestrzeni na małe komórki obliczeniowe;
- Dla każdej komórki obliczane są równania: Naviera – Stokesa, równania energii, transportu masy, reakcji chemicznych (spalania);
- Określenie źródła ognia, wentylację, otwory okienne/drzwiowe itp.;
- Obliczanie zmian wartości temperatury, stężenia dymu oraz prędkości gazów w czasie.
Popularnym narzędziem CFD do symulacji pożarów jest FSD (Fire Dynamic Simulator), czyli dynamiczny symulator ognia.
Po co stosuje się CFD w analizie rozwoju pożarów?
CFD stosowane jest, aby przeanalizować bezpieczeństwo pożarowe budynków, przede wszystkim budynków wysokościowych, tunelach, stadionach. Jest to ważny element oceny efektywności systemów oddymiania i wentylacji oraz weryfikacji czasu bezpiecznej ewakuacji – jest to istotne przy porównaniu z czasem osiągnięcia warunków krytycznych. Dodatkowo CFD wykorzystuje się do rekonstruowania pożarów rzeczywistych przy śledztwach oraz analizie przyczyny powstania pożaru, a także do projektowania i optymalizacji rozwiązań przeciwpożarowych – rozmieszczenie czujek dymu, zraszaczy, klap dymowych itp.
Kiedy konieczne jest opracowanie symulacji rozwoju pożaru CFD?
Symulację CFD należy wykonać wtedy, gdy:
- Obowiązują przepisy lub wytyczne projektowe;
- Projekt jest nietypowy lub o skomplikowanej powierzchni – nie można ocenić bezpieczeństwa tylko na podstawie przepisów;
- Istnieje potrzeba udowodnienia skuteczności niestandardowych rozwiązań projektowych;
- Wymagana jest dokładna analiza rozwoju pożaru oraz jego wpływu na ludzi oraz konstrukcję, szczególnie w obiektach o dużej powierzchni;
- Kiedy system oddymiania jest obowiązkowy, np. w garażach o powierzchni powyżej 1500 m2 ,
i należy go zweryfikować.
