Bitişik nizam binalarda cephe yangınlarının yatay yönde yayılımında rüzgar etkisinin incelenmesi
Investigation of wind effect on the horizontal spread of facade fires in adjacent buildings
Yazar: NİLÜFER GİZEM YAZKAN
Danışman: DOÇ. DR. NURİ SERTESER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
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.

Abstract:
Buildings that meet many basic human needs, such as living, sheltering, and working, 
must fulfill certain performance conditions through their facades, which form the 
interface with the external environment. These performance conditions include 
important factors such as thermal comfort, utilization of daylight and noise control. 
Especially, these factors need to be carefully planned in order to increase the energy 
efficiency of buildings and provide a healthy living environment for their users, 
Additionally, the risk of a potential fire spreading through the facade must be 
considered. It is crucial to support the design process by passive fire safety measures 
from the beginning stage so as to limit the spread of fire through facades, 
It has been observed that most studies on facade fires have overlooked the wind factor 
until today. According to these studies, the flames and smoke generated during a fire 
usually the upward movement under the effect of buoyant forces after exiting the 
facade opening. In line with this upward movement of flames and smoke, studies have 
been conducted on the factors that could be effective in the spread of facade fires. 
Regulations have imposed various limitations to prevent the upward spread of fire to 
upper floors by taking into account the factors obtained as a result of these studies. 
However, in studies where the wind was considered as a parameter, it was observed 
that the flames and smoke exiting the opening during the fire moved in different 
directions due to the wind. This situation shows that the fire has the potential to spread 
not only in the vertical direction but also horizontal direction and in other directions. 
Therefore, the risk of flames and smoke spreading in different directions with the effect 
of wind after leaving the opening is an significant factor to be taken into consideration. 
This thesis consists of five main chapters. These 5 main chapters can be categorized 
as introduction, facade fires, review of the measures in national and international 
regulations to prevent the horizontal spread of facade fires, review of the horizontal 
spread of flames and smoke between openings with a numerical model and conclusion 
chapters. If these sections will be examined in detailed, the first chapter of the thesis 
presents the purpose, scope, and limitations of the thesis, as well as a literature review. 
Within the scope of the thesis, the impact of the wind factor on the spread of facade 
fires is examined in detail. Numerical simulations have been performed to investigate 
both how the wind affects the direction of flames and smoke emanating from facade 
openings and how effective the distance between the two closest openings on 
neighbouring buildings is on the spread of facade fires. Furthermore, the impact of 
different wind directions on the spread of fire was analysed in numerical simulations. 
The literature review on facade fires revealed that the wind factor has not been 
included in most studies. On the other hand, the studies which include the wind factor 
have been limited. This literature review has highlighted the existing studies on the 
subject and indicated which gaps the research aims to fill.