Yangın ve Güvenlik Dergisi 233. Sayı (Eylül 2022)

35 YANGIN ve GÜVENLİK • Eylül / 2022 PSD’ler Saint Petersburg Metro Hattı 2’de 1961 ve 1972’de istasyon duvarında platformun tavanını destekleyen hakiki açıklıklar olarak inşa edilmiştir. Şeffaf PSD’leri mimari kısıtlamalar dışında başka sebeplerle, yani iklim kontrolü ve güvenlik gerekçeleriyle, takan ilk metro sistemi 1987 yılında Singapur MRT idi [5]. O zamandan bu yana, PSD’ler popülerlik kazandı ve avantajları sebebiyle dünyanın her yerindeki metro istasyonlarına takıldı. Örneğin, Chung ve diğerlerine göre [6], Güney Kore metro sistemindeki inti- harların sayısı, PSD’lerin takılmasının ardından, 2016’da %89 azaldı. Benzer bir evrim, PED’lerin takılmasının ardından intiharların %76 oranında azaldığı Japonya’da kaydedildi [7]. Ayrıca, PSD’ler istasyonlardaki gürültü seviyelerinin azaltılmasına da katkıda bulundu. Soeta ve Shimokura [8], PSD’lerin takıldığı istasyonlarda arka plan gürültüsünün 8 dB azaldığını tespit etti. Aynı zamanda, PSD’ler tünel ortamını platformdan ayırarak istasyon- daki ısıl konforun daha az enerji tüketimiyle sağlanmasını mümkün kıldı [9]. Diğer araştırmalar, platformlardaki hava kalitesinin iyileştiğini [10] [11] ve bunun da trenlerin içerisindeki hava kalitesi üzerinde de sonuçları olabileceğini gösterdi [12]. Tünellere özgü yangın parametreleri (kritik hız, geri tabaka oluşturma uzunluğu, alev uzunluğu vs.) hakkında çok araştırma yapılmış olsa da, yangınların oluşturduğu acil durumlarda PSD’lerin kullanımına ilişkin sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu durumda geniş ölçekli deneylerin yapıl- masının zor olması sebebiyle, araştırmaların çoğu son on yıllarda akademik dünyada popülarite kazanan Hesapla- malı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yöntemlerine dayanmak- tadır. Bu yöntem, Amerika’daki Ulusal Standartlar ve Tek- noloji Enstitüsü tarafından ve dünyanın her yerinde diğer araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen büyük ve küçük ölçekli bir dizi deneyle doğrulanmıştır [13].Bu makalede, acil durumlarda metro istasyonlarından güvenli tahliye için gereken korunabilme koşullarını sağlamak için PSD’lerin kullanımını da içeren havalandırma yöntemleri hakkındaki CFD (Hesaplamalı Akışkan Dinamiği) çalışmaları gözden geçirilmektedir. 2. ACIL DURUMLARDA METRO İSTASYONLARI VE TÜNELLERDEKI HAVALANDIRMA SISTEMLERI HAKKINDA NÜMERIK ÇALIŞMALAR Tünellerde yangın hakkındaki araştırmaların odağı, kritik hız, geri tabaka oluşturma uzunluğu, alev uzunluğu, tavanın altındaki azami sıcaklık ve zehirli gaz konsantras- yonu gibi yangın parametrelerinin belirlenmesidir. Kritik hız, yanıcı ürünlerin yukarı yönlü hareketini önlemek için gereken boylamasına havalandırma hızı iken, geri tabaka oluşumu ise havalandırma hızının kritik hızdan düşük olduğu durumlarda ateşin yukarı yönünde tersine dönmüş duman akışının uzunluğudur [14]. Haddad ve diğerleri [14], bu iki parametre hakkındaki araştırmaları detaylı bir şekilde gözden geçirmiş ve bu konudaki küçük ölçekli deneyler ve kuramsal analizin temel sonuçlarını sunmuştur. Hu ve diğerleri [15], bir yol tünelinde dört adet tam ölçekli deney gerçekleştirmiş ve daha sonra sonuçları CFD simülasyonlarının sonuçlarıyla karşılaştırarak kritik hız ve geri tabaka oluşumunda CFD’nin tahmin ettiği sonuçların tam ölçekli verilere çok yakın olduğunu, yangından 80 m’den daha uzak bir mesafedeki tahmin edilen sıcaklık- lardan sadece 40C’lik bir sapma olduğunu göstermiştir. David Purser, 1999’daki yangın sırasında Mont Blanc tünelinin içindeki koşulları belirlemek için nümerik analiz kullanmıştır [16]. Nümerik analizde kullanılan başlangıç koşulları, birkaç yıl önce aynı tünelde gerçekleştirilen tam ölçekli deneylerden alınmıştı. Nümerik sonuçlar, daha sonra, tüneldeki koşulların tahammül edilemez hale gel- diği ana kadar geçen süreyi tahmin etmek için kullanıldı. Daha sonra, tüneldeki konumlarıyla ilişkili olanlar tünel sakinlerinin hareket edememe durumuna düşmesi (aciziyet) ve ölümüne kadar geçen süreyi tahmin etmek için “Kısmi Etkin Doz” (FED) analizi yapıldı. Bir kirletici ya da tahriş edicinin etkin dozu, ciddi etkilerin tahmin edildiği eşik toplanım ya da maruz kalınan dozajdır. FED, aciziyet ya da ölüm için gereken maruz kalma süresi ve boğucu madde/ tahriş edici maddeye fiili maruz kalma süresi göz önüne alınarak hesaplanmaktadır [17]. Çalışmanın sonuçları, nümerik çalışmaların tüneldeki yangının evrimini başarılı bir şekilde tarif edebilmek için kullanılabileceğini teyit ede- rek CFD ve FED analizleri için bir doğrulama sağlamıştır. Weng ve diğerleri [18], boylamasına havalandırma altında eğimli bir tünel yangınındaki kritik hıza ilişkin bir çalışma gerçekleştirmiş ve tünelin enine kesitini tarif etmek için bölümsel bir katsayı getirmiştir. Daha sonra, bunu geri tabaka oluşturma ve kritik hız için ebatsız formülde kullanmıştır. Bu formüllerin sonuçları, dokuz tipik tünel geometrisine ve 1/10 ölçekli ve %-3 ile %3 arasında eğime sahip model tünellerde gerçekleştirilen 45 küçük ölçekli deneye dayanan 250 CFD simülasyonunun sonuçlarıyla karşılaştırmıştır. Tüm araştırma yöntemleri uygun sonuçlar vermiştir. Vauquelin ve Wu [19], küçük ölçekli deneylerde elde edilmesi mümkün olan ısı çıkış hızlarından daha yük- sek değerlere sahip ısı çıkış değerleriyle deneyler yapmak için CFD simülasyonlarını kullanmıştır. Simülasyonların sonuçları, tünelin değişken boy-en oranının yarattığı farklı tünel geometrileri içerisinde dumanın hareketini de gös- ÇEVIRI MAKALE