Analysis of the predictive capabilities of CFAST to predict the fire hazards in large compartments

Abstract

CFAST (Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport) es un modelo de zona que predice el entorno térmico causado por un incendio dentro de un compartimento dividido en una capa superior e inferior de gases. La evolución de las temperaturas, uniformes en cada capa, se determina resolviendo las leyes fundamentales de conservación de masa y energía, mientras que la transferencia de humo y calor se obtiene mediante correlaciones empíricas. Debido a la simplicidad de las ecuaciones principales resueltas, CFAST no se considera adecuado para el análisis de riesgos de incendio en compartimentos grandes. El objetivo principal de este trabajo es realizar un análisis de validación del modelo de zona CFAST para determinar sus capacidades predictivas en la evaluación de incendios en compartimentos grandes. Para llevar a cabo este análisis, se realizará una simulación de dos escenarios, ya diseñados previamente, para más tarde comparar estos resultados con los obtenidos a partir de las simulaciones del FDS (Fire Dynamics Simulator). Es importante notar que este trabajo no tiene ninguna validez a nivel técnico, el objetivo del trabajo es realizar una comparación, no se busca cumplir con la reglamentación o con las guías de buenas prácticas. Las asunciones al crear los escenarios se han hecho desde un punto de vista académico sin entrar mucho en el detalle.

CFAST (Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport) is a zone model that predicts the thermal environment caused by a fire within a compartment divided into an upper and lower gas layer. The evolution of temperatures, which are uniform in each layer, is determined by solving the fundamental laws of mass and energy conservation, while the transfer of smoke and heat is obtained through empirical correlations. Due to the simplicity of the solved governing equations, CFAST is not considered suitable for fire hazard analysis in large compartments. The main objective of this work is to perform a validation analysis of the CFAST zone model to determine its predictive capabilities in evaluating fires in large compartments. To carry out this analysis, simulations of two previously designed scenarios will be conducted, and later these results will be compared with those obtained from simulations using the Fire Dynamics Simulator (FDS). It is important to note that this work has no technical validity. The aim of this work is to make a comparison, not to comply with regulations or best practice guidelines. The assumptions made when creating the scenarios have been made from an academic perspective without going into much detail.