Tűzvédelmi szimulációk készítése

Az FDS egy CFD (Computational Fluid Dynamics) elvű tűzmodell. Két részből áll: a NIST Fire Dynamics Simulator (FDS) szoftvere és az ehhez a programhoz készült szintén a NIST Smokeview megjelenítő szoftvere. A két program teljesen különválasztható. A program egy input adatokat tartalmazó file alapján végzi el a számításokat, hasonlóan egy programozási nyelvben megírt programhoz.

A matematikai eredményei alapján pedig a Smokeview egy három dimenziós ábrasort hoz létre, amely az előre meghatározott időlépcsőnek megfelelően képkockákon szemlélteti a különböző megjeleníteni kívánt eseményeket, értékeket.

Ilyenek lehetnek többek között, a tűz, a füst terjedése, a hőmérsékletek, a különböző gázok koncentrációja, az áramlási sebességek és a tömeg kiégés is.

Az ábrák alján szerepel az időpont másodpercben, az oldalán az érték és annak skálája, amelyet megjelenít az ábra.

Ezen CFD modell lényege, hogy a modellezett tér, épület derékszögű kis méretű számítási egységekre cellákra bontható legyen. A számítások során a modell az egyes cellák fizikai jellemzőit külön-külön számítja ki, a cellák geometriai középpontjára nézve. Az áramlásokat a cellák falán keresztül vizsgálja, úgy hogy figyelembe veszi a cella belsejében jelen levő forrást, vagy nyelőt is.

Az ismételt számításokat akár több tízezerszer végzi el mire a végeredmény megszületik.

A modell a sűrűséggel, a sebességgel, a hőmérséklettel, a nyomással és különböző anyagok koncentrációjával számol. Az FDS tulajdonképpen egy általános CFD alapokra épülő áramlástani szoftver, azonban abban jelentősen különbözik, hogy modellezi az anyagok égését is. Itt magára az égési folyamatra kell gondolni.

Ezáltal nem csak a füst és áramlások vizsgálatának lehetőségét biztosítja , hanem a tűzterjedést is elemezni lehet. A vizsgálat nem kötődik egy előre meghatározott hőfelszabadulási görbéhez, így a felszabaduló hőenergia a terjedés függvénye lesz.

Az említetteken kívül lehetőség van mind a tűzjelző berendezések, mind a sprinkler rendszerek szimulációjára is.

Tulajdonképpen megvizsgálhatunk egy szállodában lévő tűzesetet, ahol a szobákban tűzjelző berendezés és sprinkler is van.

A modell modellezni fogja a tűz terjedését az egyik bútorról a másikra, valamint a füst terjedését is. A tűzjelző berendezés az érzékenységének megfelelő időpontban pedig jelezni fog. Ha feltételezzük, hogy a füst a folyosóra is ki jut -a nyitott ajtón keresztül-, akkor a kiürítési jelek láthatóságát és a füst fényelnyelő képességét is vizsgálhatjuk. Ha pedig gépi vagy gravitációs füstelszívó rendszert telepítettek a szálloda folyosóira, akár ezek működését, hatékonyságát is megfigyelhetjük. Az utolsó fázisban pedig a szobában kialakuló hő hatására a sprinkler fej elindul és kiderülhet, hogy képes-e eloltani a tüzet.

Tűzvizsgálat számítástechnikai támogatással

A hagyományos eljárásokban több tényező elemzésekor is nehézségekbe ütközhetünk. Az áramlások, a különböző gázok koncentrációjának vizsgálata, de sokszor a kialakult hőmérséklet meghatározása is okozhat ilyen problémákat. A modell lehetőséget ad, hogy az eddig meg nem vizsgált szempontokat is figyelembe vegyük.