O uso da dinâmica dos fluidos computacional (DFC) é uma ferramenta de simulação eficaz para projetistas de segurança contra incêndio. Neste trabalho, o método DFC é utilizado para simular incêndio e movimentação de fumaça em edifícios altos. O principal objetivo deste trabalho diz respeito à avaliação da eficácia de dutos de exaustão natural de fumaça para proteger escadas de emergência. Para este propósito, dois conceitos de dutos foram examinados: um sistema é constituído de um único duto e o outro com dois dutos geminados para a captação de ar/exaustão dos gases. O método de Simulação de Grandes Escalas (SGE) foi utilizado para simular o escoamento de fumaça pelo edifício. Na simulação SGE, as estruturas de turbulência de maiores escalas são calculadas diretamente das equações de transporte e os processos dissipativos são modelados. Os processos de combustão e de radiação térmica são descritos, respectivamente, pelo modelo de fração de mistura e pela equação de transporte para um gás cinzento não-espalhante. Todo modelo de incêndio foi resolvido utilizando o código computacional FDS desenvolvido pela NIST. O cenário estudado foi de um foco de incêndio no primeiro andar dos edifícios de 18m e 36m. A eficácia dos dutos de exaustão natural de fumaça foi avaliada pela evolução temporal das distribuições de temperaturas nos andares 4º e 10º. Pela análise das distribuições de temperaturas, pode-se concluir que o duto único tem uma melhor eficácia de convecção natural, evitando a contaminação de fumaça na escada e nos compartimentos do edifício.

The use of computational fluid dynamic (CFD) is a powerful simulation tool for fire safety designers. In this work CFD method is used to simulate fire and smoke movement in high buildings. The main goal of this work is concerned to assess the effectiveness of natural convection ventilated smoke ducts to protect emergency staircases. For this purpose two concepts of smoke exhaust ducts were investigated: one system is constituted by a single duct and the other with double parallel inflow/exhaust gases ducts. To simulate the smoke flow along the building the large eddy simulation (LES) method was used. In the LES simulation the major scales structures of turbulence are calculated directly from the transport equations and the dissipative processes are modeled. The combustion and thermal radiation processes are described by the mixture fraction model and by the radiation transport equation for a gray, no-scattering, gas. The complete fire model was solved using the FDS computational code developed by NIST. The studied scenario was a fire focus in the 1st floor in buildings with 18m and 36m. The effectiveness of the natural convection ventilated smoke ducts was evaluated by the time evolution of the temperature distributions in the 4th and 10th floors. Analyzing the temperature distributions it can be concluded that the single duct has a better effectiveness of natural convection avoiding smoke contamination in the staircase and building compartments.