Kubbeli cami tasarımında kasnak pencerelerinin açık veya kapalı durumunun duman ve sıcaklık yayılımına etkisinin yangın dinamik simülasyonu ile analizi
Analysis of the open or closed conditions of drum windows effect on smoke and temperature propagation with fire dynamics simulation in domed mosque design
Yazar: SEMAHAT MERVE TOP
Danışman: DOÇ. DR. ABDURRAHMAN YAĞMUR TOPRAKLI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Camiler, Müslümanlar için ibadet yeri ve çok fonksiyonlu toplanma merkezidir. Türkiye'de sayısı gün itibariyle yaklaşık 89 300 olan camilerin sayısı günden güne artış göstermektedir. Cami, içinde aynı anda birçok insanı bulundurması sebebiyle yangın incelemesi açısından önemli bir yapı tipidir fakat literatürde camilerde yangın güvenliğiyle ilgili yeterli çalışma bulunmamaktadır. Günümüzde simülasyon tekniği, kullanım kolaylığı, hızlı ve duyarlı sonuçları, ayrıca gerçek yangın testlerinin yüksek tehlike ve maliyete neden olması nedeniyle modern yangın biliminde birincil araştırma yöntemlerinden biri haline gelmiştir. Büyük ve kalabalık binalarda yangının gelişimini modelleyebilmek için simülasyon yazılımı kullanmak, yangın dinamiği araştırmalarında en sık kullanılan yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, Diyanet İşleri Başkanlığı tarafından hazırlanan kubbeli cami projelerinden biri olan 750 kişilik Tip 6 Mevlana Camii'nde 750 kW büyüklüğündeki yangının farklı senaryolarında ortaya çıkabilecek sonuçlar üzerinde durulmaktadır. Bu senaryolar; Senaryo 1-A (kubbe kasnak pencereleri kapalı ve yangın zemin katta), Senaryo 2-A (kubbe kasnak pencereleri açık ve yangın zemin katta), Senaryo 1-B (kubbe kasnak pencereleri kapalı ve yangın hanımlar mahfilinde), Senaryo 2-B (kubbe kasnak pencereleri açık ve yangın hanımlar mahfilinde) olmak üzere 4 çeşitten oluşmaktadır. Bu senaryolarda, yangının başlangıcından itibaren ilk 500 saniyelik süreçte gazların duman, sıcaklık, görünürlük ve akış hızının insan güvenliği üzerindeki etkileri incelenerek mevcut güvenli tahliye süresi (ASET) bulunmuştur. Araştırmada yangın dinamik simülasyonlarından (FDS) biri olan ve akademik araştırmalarda yaygın olarak kullanılan paket program "PyroSim" kullanılmıştır. Çıkan sonuçlara göre, zemin kattaki mevcut güvenli tahliye süresi (ASET) Senaryo 1-A'da 220 saniye, Senaryo 2-A'da 230 saniye olduğu bulunmuştur. Senaryo 1-B ve Senaryo 2-B'de yangın zemin kata yayılmadığı için bu katta ilk 500 saniye içinde ölüm ya da yaralanma riski oluşmamıştır. Hanımlar mahfilindeki mevcut güvenli tahliye süresi (ASET) Senaryo 1-A'da 130 saniye, Senaryo 2-A'da 150 saniye, Senaryo 1-B'de 120 saniye, Senaryo 2-B'de 135 saniye olduğu bulunmuştur. Kubbe elemanı yangında dumanının depolanması için alan oluşturarak dumanın ana mekanlara yayılımını azaltmakta ve dolayısıyla mevcut güvenli tahliye süresini (ASET) uzatmaktadır. Kubbede doğal havalandırmayı sağlayan pencerelerin açılması yangında dumanın tahliye ederek mevcut güvenli tahliye süresinin (ASET) artmasına sebep olmuştur.

Abstract:
Mosques are the places for worship and multifunctional gathering centers for Muslims. The number of mosques in Turkey is about 89 300 and it is still increasing day by day. The mosque is a noteworthy building type in terms of fire research since it hosts many people at the same time, but there is not enough study available in the literature for the fire safety in mosques. Today, the simulation technique has become one of the primary research methods in modern fire science due to its ease of use, fast and sensitive results, as well as the high hazard and cost of real fire tests. Using a simulation software to be able to model the fire growth in large and crowded buildings is one of the most frequently used methods in fire dynamics research. This study is focusing on the consequences of different scenarios of 750 kW fire in the Type 6 Mevlana Mosque with a capacity of 750 people, which is one of the domed mosque projects prepared by Presidency of Religious Affairs. These scenarios include 4 types that are Scenario 1-A (i.e. dome drum windows closed and fire in the ground floor), Scenario 2-A (i.e. dome drum windows open and fire in the ground floor), Scenario 1-B (i.e. dome drum windows closed and fire in the ladies' section), Scenario 2-B (i.e. dome drum windows open, fire in the ladies' section). In these scenarios, the available safe egress time (ASET) was found by examining the effects of smoke, temperature, visibility and flow velocity of gases on people's safety in the first 500-second period from the beginning of the fire. The package program "PyroSim", which is one of the fire dynamic simulations (FDS) and widely used in academic research, is used in this research. According to the results, it is found that the available safe egress time (ASET) on the ground floor is 220 seconds in Scenario 1-A and 230 seconds in Scenario 2-A. In Scenario 1-B and Scenario 2-B, since the fire don't spread to the ground floor, there is no risk of death or injury in the first 500 seconds on this floor. The available safe egress time (ASET) in the ladies' section is found as 130 seconds for Scenario 1-A, 150 seconds for Scenario 2-A, 120 seconds for Scenario 1-B, and 135 seconds for Scenario 2-B. The dome creates a space for storing the smoke, which is reducing the spread of smoke in the main space and hence raising the available safe egress time (ASET). Opening windows that provide natural ventilation in the dome causes increased available safe egress time by exhausting the smoke in a fire.