Effects of Fire Curtain and Forced Smoke Ventilation on Smoke Spread to Auditorium in Stage Fire of Theater

In this work, the effects of fire curtain and forced smoke ventilation on smoke spread to auditorium in the stage fire of theater were investigated using the Fire Dynamics Simulator (FDS). For the stage of 31 m (Width)${\times}$34 m (Depth)${\times}$32 m (Height) in dimension, the fast growth fire condition with 10 MW of heat release rate was applied. The forced smoke ventilation was set based on the National Fire Safety Code (NFSC) and previous research. The gap distances between the fire curtain and proscenium wall was established to be 0 m and 0.5 m. When the fire curtain was attached completely to the proscenium wall without any gap, no smoke spread from the stage to the auditorium occurred, independent of forced smoke ventilation. When the gap distance between the fire curtain and proscenium wall was 0.5 m, the smoke layer in the stage descended to the lower height from the bottom than the case without the fire curtain, which was because the smoke spread to auditorium was impeded by the fire curtain. Under the same fire curtain condition, the case with the forced smoke ventilation led to decreasing the mass flow rate of outflow through the gap between the fire curtain and proscenium wall, as compared to the case without the forced smoke ventilation. Based on this study, it was confirmed that the fire curtain and forced smoke ventilation were the effective tools to hold down the smoke spread to the auditorium in the stage fire of theater.

공연장 무대 화재 시 방화막과 강제 배연구가 객석으로의 연기 확산에 미치는 영향

본 논문에서는 공연장 무대 화재 시 객석으로의 연기 확산에 방화막 및 강제 배연구가 미치는 영향에 대하여 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하여 연구를 수행하였다. 폭 31 m, 깊이 34 m, 높이 32 m의 무대에 대하여, 10 MW의 열방출률과 화재성장속도가 fast인 화재를 적용하였다. 강제 배출량은 화재안전기준과 기존 연구를 토대로 설정하였으며, 방화막과 프로시니움 (Proscenium) 벽 사이 간격은 0 m, 0.5 m인 경우를 대상으로 하였다. 방화막과 프로시니움 벽이 완벽하게 밀착되어 있는 경우, 강제 배연구와는 상관없이 객석으로의 연기 확산은 일어나지 않았다. 방화막과 프로시니움 벽 사이의 간격이 0.5 m인 경우, 방화막이 없는 경우에 비해 무대 공간 내에서 연기층이 더욱 낮은 높이까지 하강하였으며, 이는 방화막에 의해 객석으로의 연기 확산이 방해받았기 때문이다. 한편, 동일한 방화막 조건에서, 강제 배연구가 있는 경우가 없는 경우에 비해 방화막과 프로시니움 벽 사이 간격을 통한 유출 질량유량이 작았다. 본 연구를 통하여 방화막과 강제 배연구가 공연장 무대 화재 시 객석으로의 연기 확산을 억제할 수 있는 효과적인 방법임을 확인하였다.