การศึกษาการระบายควันไฟในโถงสูงของอาคารห้างสรรพสินค้า โดยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอผลการศึกษาระบบระบายควันไฟในอาคารห้างสรรพสินค้า โดยศึกษาการจำลองสถานการณ์การเกิดเพลิงไหม้โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปพลศาสตร์อัคคีภัย Fire Dynamics Simulator (FDS) กำหนดให้ต้นเพลิง คือ ห้องเก็บของขนาดใหญ่ของซูเปอร์มาร์เก็ตบริเวณชั้นใต้ดิน กลางโถงสูงบนพื้นชั้นใต้ดินและร้านค้าบริเวณชั้นเจ็ด ซึ่งเป็นพื้นที่เสี่ยงที่อาจเกิดเพลิงไหม้ได้มากที่สุดสำหรับอาคารห้างสรรพสินค้าเปรียบเทียบกรณีอัตราการปลดปล่อยความร้อนที่ 2 และ 25 เมกะวัตต์ ซึ่งเป็นค่าอัตราการปลดปล่อยความร้อนต่ำสุดและสูงสุดสำหรับการออกแบบระบบระบายควันไฟในโถงสูงตามมาตรฐาน ASHRAE โดยเลือกกรณีที่ผลการจำลองเกิดอันตรายรุนแรงต่อการอพยพหนีไฟมากที่สุดมาใช้ในการออกแบบระบบระบายควันไฟซึ่งมี 2 วิธี คือ การใช้พัดลมระบายควันไฟในโถงสูงและการใช้ระบบระบายควันไฟโดยช่องเปิดระบายควันไฟ (Natural venting system) ในการจำลองได้มีการพิจารณาผลที่เกิดจากควันไฟต่อผู้ใช้อาคาร โดยพิจารณา
บริเวณพื้นที่ทางเดินชั้นเจ็ดเป็นหลักเนื่องจากเป็นชั้นที่สูงที่สุด หากเกิดเพลิงไหม้ควันไฟจะลอยขึ้นที่สูงผ่านทางช่องเปิดในแนวดิ่ง เช่น โถงสูง ดังนั้นชั้นที่สูงที่สุดจะเป็นชั้นสะสมควัน ในการศึกษาจะคำนึงถึงปัจจัยหลักต่อการอพยพหนีไฟ คือ อุณหภูมิของพื้นที่ทางเดินชั้นเจ็ด, ค่าการมองเห็นเส้นทางหนีไฟบริเวณชั้นเจ็ดและความเข้มข้นเฉลี่ยของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์หน้าประตูหนีไฟชั้นเจ็ด โดยในการจำลองด้วยโปรแกรม FDS เลือกใช้ขนาดกริด 0.5 เมตร และอุณหภูมิเริ่มต้นของการจำลองคือ 40 องศา-เซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิในอาคารห้างสรรพสินค้าเมื่อระบบปรับอากาศหยุดทำงานในประเทศไทย จากผลการจำลองพบว่า อัตราการปลดปล่อยความร้อนที่ 25 เมกะวัตต์เป็นอันตรายต่อการอพยพหนีไฟ โดยตำแหน่งต้นเพลิงที่เป็นอันตรายที่สุดอยู่ที่ต้นเพลิงบริเวณร้านค้าชั้นเจ็ด ซึ่งทำให้ค่าการมองเห็นเส้นทางหนีไฟต่ำที่สุด เมื่อติดตั้งระบบระบายควันไฟจะพบว่า ระบบระบายควันไฟโดยช่องเปิดระบายควันไฟ สามารถระบายควันไฟได้ดีกว่าระบบพัดลมระบาย
ควันไฟ โดยสามารถระบายควันไฟออกจากอาคารได้มากกว่า แต่ใช้พื้นที่ในการติดตั้งมากกว่าและมีข้อจำกัดมากกว่า กล่าวคือ หากต้นเพลิงอยู่เยื้องหรือไม่ตรงกับช่องเปิดระบายควันไฟจะทำให้ประสิทธิภาพของการระบายควันไฟลดลง