Application of cfd for interior flow аnalysis influenced by exterior conditions

Abstract

The aim of the paper is the presentation of application CFD analisys for interior flows in chimneys and flats in a building. It is a summary of a case study of fatal intoxication by carbon monoxide coming from a gas heater of flowing water at a bathroom. That kind of accidents mostly happens due to problems with ventilation and very popular old construction gas water heaters. Closed, airtight windows are the main causes of the production of carbon monoxide but sometimes wrong construction of the chimney outlets versus the roof shape causes the backdraught of combustion products. The paper deals with an accident which took place in one of Polish cities. Gas heater of flowing water installed in a bathroom at the first floor was connected to the vent pipe with a low outlet. During windy weather conditions, at the end of October, so in a cold season, one of the inhabitants of the apartment died in bathroom due to carbon monoxide intoxication. An investigation has been carried out, which has shown various irregularities in the construction of the chimney, as well as misuse of the outlet. Explanation of the causes of the accident was possible thanks to the numerical calculations using CFD methods, the scope and extent of which is presented in the paper. Different shapes of chimney outlet were taken into consideration during the analysis. Three dimensional model of a building and flats was created. That kind of simulations gives the possibility to find out the reason of the accident. Метою роботи є ознайомлення із застосуванням CFD-аналізів для внутрішніх потоків у димоходах і квартирах будівель. Наведено короткий огляд тематичного дослідження летальної інтоксикації оксидом вуглецю, що надходить з газового нагрівача проточної води у ванній кімнаті. Такі аварії відбувається переважно через проблеми з вентиляцією і дуже поширені при встановленні газових водонагрівачів у старих будівлях. Закриті герметичні вікна є основними причинами накопичення оксид вуглецю, а іноді неправильна конструкція димоходу та виведення димоходів над конструкцією даху спричиняють зворотну тягу продуктів згоряння. У статті розглянуто нещасний випадок, в одному з польських міст. Газовий нагрівач проточної води, встановленої у ванній кімнаті на першому поверсі, був підключений до трубопроводу з низькорозташованим виходом. Під час вітряної погоди в кінці жовтня один з мешканців квартири помер у ванній через інтоксикацію чадним газом. Проведені дослідження показали різні порушення в конструкції димаря, а також неправильне розташування вихідного отвору димоходу відносно покрівлі даху. Пояснити причини аварії стало можливо завдяки числовим розрахункам з використанням методів обчислювальної гідродинаміки. Різні форми випускного отвору димоходу було взято до уваги під час аналізу. Було створено тривимірну модель будівлі і квартир. Такого роду моделювання дало можливість з’'ясувати причину аварії.