Wind influence on a building with the natural smoke removal system

• Autorzy: Król M. , Król A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The natural smoke removal is a common way of protection of the escape routes in Poland. The operation of such systems is based on the phenomenon of buoyancy. The intensity of this effect depends on the temperature difference between smoke and ambient air. The second factor influencing the natural smoke flow inside a building is wind. The wind influence is significantly important for buildings equipped with smoke removal windows. However, also the other natural smoke removal systems could be affected by the wind impact under adverse ambient conditions. There are the features of the wind described in the first section of the paper. Next, the impact of the wind on a building is shown. Two wind speeds and two wind directions were considered. A building model in the extended computational domain was built. The model was solved with the use of Ansys Fluent. The distributions of dynamic pressure caused by the wind on different facades of the building were presented. The particular attention was paid to the dependence of pressure distribution on the wind direction.

PL

Oddymienie naturalne budynków jest powszechnym sposobem ochrony dróg ewakuacyjnych w Polsce. Działanie systemu opiera się na sile wyporu termicznego. Wielkość tej siły uzależniona jest od różnicy temperatury miedzy temperaturą dymu a temperaturą otoczenia. Drugim czynnikiem wpływającym na naturalny przepływ dymu w budynku jest wiatr. Oddziaływanie wiatru ma największe znaczenie dla budynków wyposażonych w okna oddymiające. Jednakże również pozostałe systemy oddymiania naturalnego mogą w niekorzystnych warunkach pozostawać pod wpływem działania wiatru. W pierwszej części artykułu omówiono cechy charakterystyczne wiatru. W dalszej kolejności pokazano jaki wpływ na budynek może wywierać wiatr. Rozważono dwie prędkości napływu wiatru oraz dwa kierunki napływu. Zbudowano model budynku wraz z poszerzona domeną obliczeniowa. Model rozwiązano wykorzystują program Ansys Fluent. Zaprezentowano rozkłady ciśnień, które mogą tworzyć się na fasadach budynku w przypadku działania wiatru na budynek. Zwrócono uwagę na wpływ kierunku napływu wiatru na tworzący się na fasadach układ ciśnień.

Słowa kluczowe

EN

natural smoke removal; wind influence; Ansys Fluent

PL

oddymianie naturalne; wpływ wiatru; ANSYS Fluent

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 10, no. 3
• Strony: 119--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Król M.

• Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 20, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Król A.

• Department of Transport Systems and Traffic Engineering , Silesian University of Technology, Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] PN-EN 12101-2:2017-05 Smoke and heat control systems Part 2: Specification for natural smoke and heat exhaust ventilators
• [2] Klote J. H., Milke J. A., Turnbull P. G., Kashef A., Ferreira M.J. (2012). Handbook of Smoke Control Engineering. ASHRAE, Atlanta.
• [3] Mowrer F. W. (2009). Driving forces for smoke movement and management. Fire Technology, 45, 147‒162
• [4] Yi L., Gao Y., Niu J. L., Yang S. J. (2013). Study on effect of wind on natural smoke exhaust of enclosure fire with a two layer zone model. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 119, 28-29.
• [5] Król M. (2016). Numerical studies on the wind effects on natural smoke venting of atria. International Journal of Ventilation, 15, 67-78.
• [6] Węgrzyński W., Krajewski G. (2017). Influence of wind on natural smoke and heat exhaust system performance in fire conditions. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 164, 44-53.
• [7] Meroney R. N. (2011). Wind effects on atria fires. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 99, 443-447.
• [8] Sinclair R., Ratcliff M. A. (2009). Wind effects on smoke control. In ASHRAE Annual Conference. Louisville: ASHRAE Transactions.
• [9] Węgrzyński W., Krajewski G. (2017). CombinedWind Engineering, Smoke Flow and Evacuation Analysis for a Design of a Natural Smoke and Heat Ventilation System, Procedia Engineering, 172, 1243-1251.
• [10] Panindrea P., Mousavia N. S., Kumara S. (2017). Positive Pressure Ventilation for fighting wind-driven high-rise fires: Simulation-based analysis and optimization, Fire Safety Journal, 87, 57-64.
• [11] Awbi H. B. (2003). Ventilation of Buildings, Spon Press, New York.
• [12] Kożuchowski K. (2012). Meteorology and climatology, PWN, Warszawa (in Polish).
• [13] http://mib.gov.pl, Emission factors of fuel and the typical meteorological years and statistical climatic data for building energy calculations, Ministry of Infrastructure and Construction (in Polish)
• [14] Ciuman P., Lipska B. (2014). The Improvement of Numerical Modeling of Airflow in Ventilated Room, Architecture Civil Engineering Environment, 3, 77-83.
• [15] Koper P. (2016). Performance Assessment of Air Conditioning Installation in Multifunctional Sports Hall Using CFD Simulations, Architecture Civil Engineering Environment, 4(9), 123-134.
• [16] ANSYS FLUENT Tutorial Guide, Ansys Inc., 2009.