چرا شبیه‌سازی آتش با PyroSim ضروری است؟

تاریخ انتشار: ۱۴ مرداد ۱۴۰۴
بدون دیدگاه

مقدمه

ایمنی در برابر آتش‌سوزی، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها در طراحی ساختمان‌ها و زیرساخت‌هاست. آزمون‌های واقعی آتش بسیار پرهزینه، خطرناک و در بسیاری موارد غیرممکن هستند. به همین دلیل، شبیه‌سازی آتش به عنوان یک راهکار علمی و دقیق برای پیش‌بینی رفتار حریق و بررسی عملکرد سیستم‌های ایمنی به کار می‌رود.
در این میان، PyroSim به عنوان یک رابط کاربری پیشرفته برای نرم‌افزار Fire Dynamics Simulator است که توسط مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) ابداع شده و جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. این ابزار امکان مدل‌سازی و تحلیل دقیق رفتار آتش، دود، گازهای سمی و تأثیر آنها بر محیط و افراد را فراهم می‌کند.

مدل سازی آتش و دود در اتاق خواب هتل

PyroSim چیست و چگونه کار می‌کند؟

PyroSim یک نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی است که فرآیند ساخت مدل برای شبیه سازی آتش را آسان می‌کند. در حالت عادی، کار با FDS نیازمند وارد کردن دستی دستورات در قالب فایل متنی است که هم زمان‌بر و هم مستعد خطاست PyroSim این فرآیند را با یک رابط گرافیکی (GUI) سریع و کاربرپسند جایگزین می‌کند.

برخی از قابلیت‌های کلیدی PyroSim:

وارد کردن مدل های CAD: پایروسیم فایل های IFC, DXF, DWG, FBX, STL و FDS را وارد می کند.
ویرایش همه ویژگی های مربوط به اشیای مدل
تحلیل نتایج ظاهری
تلفیق سیستم های HVAC با شبیه سازی CFD
تعریف دقیق خواص مواد، سوخت‌ها و واکنش‌های شیمیایی
تنظیم سناریوهای مختلف آتش‌سوزی
اتصال مستقیم به Smokeview یا ابزارهای مشابه برای مشاهده نتایج
بهره گیری از مجموعه کاملی از ابزارهای نقشه کشی
محاسبه ابری

چرا شبیه‌سازی آتش با PyroSim ضروری است؟

۱. دقت بالا در پیش‌بینی رفتار آتش

با استفاده از PyroSim، مهندسان می‌توانند پارامترهایی مانند نرخ رهایی حرارت (HRR)، سرعت گسترش شعله، میزان تولید دود و گازهای سمی را با دقت بسیار بالا مدل کنند.
به عنوان مثال:

آتش‌سوزی با رشد سریع (Fast t² Fire)
آتش‌سوزی با نرخ رشد کند یا متوسط
واکنش‌های مبتنی بر داده‌های واقعی آزمایشگاهی

این دقت در مدل‌سازی، کمک می‌کند تا تصمیم‌های طراحی مانند محل قرارگیری سنسورهای دود یا انتخاب نوع سیستم اطفا بهینه شوند.

۲. شبیه‌سازی شرایط واقعی بدون خطر

انجام تست آتش واقعی در یک بیمارستان یا ایستگاه مترو عملاً غیرممکن است. PyroSim این امکان را فراهم می‌کند که:

آتش را در یک مدل سه‌بعدی دقیق شبیه‌سازی کنید
اثرات دود بر دیدپذیری و سلامت افراد را بسنجید
سناریوهای مختلف از جمله خرابی سیستم‌های ایمنی را بررسی کنید

۳. تحلیل پارامترهای حیاتی ایمنی

PyroSim خروجی‌های متنوعی ارائه می‌دهد که برای ارزیابی ایمنی حیاتی هستند:

دمای هوا در ارتفاع‌های مختلف
ارتفاع لایه دود و میزان نفوذ آن
غلظت CO و گازهای خطرناک
میزان دیدپذیری (Visibility) بر اساس جذب نور

این داده‌ها برای مقایسه زمان موجود برای تخلیه ایمن ( (RSET و زمان لازم برای تخلیه ASET) ) بسیار مهم هستند.

۴. سناریوسازی و تحلیل حساسیت

یکی از مزیت‌های بزرگ PyroSim امکان تعریف چندین سناریو برای یک پروژه است. برای مثال:

سناریو ۱: آتش در انبار با سیستم اسپرینکلر فعال
سناریو ۲: همان آتش بدون سیستم اطفا
سناریو ۳: تغییر محل شروع آتش
سناریو ۴: بسته بودن یکی از خروجی‌ها

با مقایسه این سناریوها، نقاط ضعف طراحی مشخص می‌شود و امکان بهبود وجود دارد.

۵. اتصال به شبیه‌سازی تخلیه اضطراری

PyroSim قابلیت ادغام با نرم‌افزار Pathfinder را دارد. این یعنی:

شبیه‌سازی همزمان حرکت دود و حرکت افراد
بررسی کارایی مسیرهای خروج تحت شرایط دود غلیظ
محاسبه زمان تخلیه واقعی با در نظر گرفتن رفتار انسان‌ها

به عنوان مثال، در یک پروژه شبیه‌سازی بیمارستان، مشخص شد که بسته بودن یک خروجی باعث افزایش زمان تخلیه از ۳ دقیقه به بیش از ۵ دقیقه می‌شود.

۶. کارایی و مقیاس‌پذیری بالا

PyroSim از Multi-mesh و پردازش موازی پشتیبانی می‌کند و امکان اجرای مدل‌های بسیار بزرگ را روی سیستم‌های قدرتمند یا سرورهای ابری فراهم می‌سازد. این ویژگی برای پروژه‌هایی مانند شبیه‌سازی آتش در تونل‌ها یا مراکز خرید بزرگ ضروری است.

کاربردهای واقعی PyroSim

تحلیل آتش‌سوزی در تونل‌ها و بررسی عملکرد تهویه اضطراری
طراحی سیستم‌های ایمنی ساختمان‌های بلندمرتبه
شبیه‌سازی آتش در پارکینگ‌ها و بررسی عملکرد جت‌فن‌ها
محافظت از بناهای تاریخی بدون نیاز به انجام تست واقعی
بازسازی حوادث آتش‌سوزی برای تحقیقات فنی و حقوقی

جمع‌بندی

PyroSim یک ابزار قدرتمند و ضروری برای مهندسان ایمنی حریق و طراحان سیستم‌های اطفا و اعلام حریق است. این نرم‌افزار با دقت بالا، سرعت مناسب و قابلیت‌های پیشرفته، امکان شبیه‌سازی شرایط واقعی آتش‌سوزی را بدون خطر فراهم می‌کند. استفاده از PyroSim نه تنها به بهینه‌سازی طراحی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد و خسارت‌های مالی را به حداقل برساند.

شما هم اگر می خواهید نرم افزار پایروسیم را به صورت تخصصی و حرفه ای توسط یک استاد خبره آموزش ببینید می توانید از طریق لینک زیر اقدام کنید.

آموزش نرم افزار Pyrosim

منابع معتبر

National Institute of Standards and Technology (NIST) – Fire Dynamics Simulator (FDS) Documentation
Thunderhead Engineering – PyroSim User Manual
Valasek, J., et al., “Simulation of Fire Scenarios using PyroSim and FDS,” NAUN International Journal
Heritage Science Journal – Fire Modelling for Cultural Heritage Protection
MDPI – Applications of PyroSim in Evacuation and Safety Design