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.
이 연구에서는 화재에 의한 인명사고의 대부분을 차지하는 질식사를 감소시키기 위해서 연기유동 속도를 낮추는 방법에 대해 제안하고자 한다. 기존의 선박은 화재 경보 발령 시 방화문이 자동적으로 폐쇄되도록 설계되어 있다. 이는 탈출을 감행하는 승무원이 없을 경우 화재 확산 및 연기의 유동을 지연시켜 승무원 생존율 향상에 아주 유용한 것으로 판단된다. 그러나 피난을 완료하지 못한 방화문 안쪽에 위치한 승무원들에게는 치명적일 수 있다. 이 연구에서는 화재로 인해 방화문이 폐쇄될 경우 승무원들이 이문을 열고 탈출을 감행할 경우의 온도 확산 및 연기 유동 속도를 검토하고 제안하는 차단막 구조와 비교 검토하고자 한다.
대구 지하철 화재가 발생한 중앙로 역사를 1/20 축소모델로 제작하여 연기확산 실험을 수행하였다. 지하역사의 양쪽으로 연결된 터널을 모델 실험에서도 구현해야 하지만 실험실 공간의 제약으로 인해 짧은 길이의 덕트에 유동저항을 줄 수 있는 메쉬를 부착하여 터널을 대신하였다. 방화로 인해 좌석에서 화재가 발생하였기 때문에 화재 시나리오는 좌석의 가연물 특성을 고려하여 선정하였고 가시화 장치와 온도 측정으로 역사로의 연기 전파 시간을 측정하였다. 현재 지하역사 화재시 보편적 개념으로 확립되어있는 급기형태의 제연 방식이 연기확산을 촉진하는 것을 실험적으로 확인하였다. 화재 환기가 없을 때 지하 3층 승강장에서의 화재발생으로부터 지하역사 전체에 연기가 확산되는 데에는 약 10분의 시간이 필요하였다.
As the number of deeply-underground subway station(DUSS) increases, the safety measures for DUSS have been requested. In this research, Shingumho station (The line # 5, Depth: 46m) has been selected as case-study for the analysis of smoke-spread speed with the different fire strength. Field test data measured for actual fan in DUSS was applied as a condition of a simulation. The whole station was covered in this analysis and total of 4 million grids were generated for this simulation. The fire driven flow was analyzed case by case to compare the smoke-spread effect according to the fire strength. in order to enhance the efficiency of calculation, parallel processing by MPI was employed and large eddy simulation method in FDS code was adopted.
본 연구에서는 최근 증가하고 있는 대심도역사의 화재위치에 따른 연기확산영향에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션모델은 신금호 역사(5호선, 깊이 46m)를 대상으로 하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향을 분석 하였다. 현장조사 및 실측을 통하여 계측된 실제 역사의 제연팬에 관한 데이터를 화재시뮬레이션 조건으로 적용하였다. 역사전체를 해석 대상으로 하여 총 400만개의 격자를 사용하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향 비교를 위하여 화재 시나리오를 작성하여 Case별로 화재해석을 수행하였다. 계산 효율을 높이기 위하여 MPI병렬처리기법을 사용하였으며 해석코드는 LES(large eddy simulation) 기법을 주로 사용하는 FDS5 code를 사용하였다.
This paper concerns the application of smoke and fire spread to road tunnel fire problems. When a road tunnel is on fire. a fire protection system of road tunnel have to offer an adequate escape space to human. Therefore, this study carried out a simulation for predicting a spreading path of smoke and fire. The evolution of the flow field is simulated with the low Reynolds number k-$\varepsilon$ turbulent model and SIMPLE algorithm based on the finite volume method.
복도는 사무실용 건물, 호텔 등 공중이용 건물에서 중요한 피난경로의 일부이다. 화재로 복도에 연기가 확산되면 그 온도, 연층의 높이, 유해물질의 농도 등에 따라 피난에 심각한 장애를 가져올 수 있다. 본 연구는 이러한 복도에서의 연기의 확산 및 유동에 관하여 연구하기 위하여 길이 40m의 복도에서 pool fire로부터의 연기 유동에 관한 실제크기의 실험과 수치해석을 수행하였다. 화재실과 그에 접해있는 긴 복도가 있는 실험장치에 직경 15, 20, 30cm의 가솔린 pool을 화재실 중앙에서 점화 시켰다. 연기의 온도 및 이동을 측정하기 위해 전장 중앙선을 따라 열전대를 설치하였고 연층의 두께를 측정하기 위하여 수직방향으로 세곳에 열전대가 부착된 수직봉을 설치하였다. 아르곤 레이저 sheet 과 비디오 카메라를 이용해 연기의 유동을 가시화 하였다.
국내에서는 고층 및 복합 건축물이 다수 시공되고 있는 상황에서 화재시 실효성 있는 연기대응 기술의 확립이 요구되고 있으며, 고층 건축물에서 제연설비에 대한 대안으로서 샌드위치 가압을 이용하는 연기제어 시스템의 적용이 확대되고 있다. 샌드위치 가압을 이용하는 연기제어 시스템은 연기확산 방지와 원할한 피난환경 제공을 위해서 적정 층간차압과 이를 위한 급배기 풍량의 설계에 관한 자료가 확보되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로서 샌드위치 가압을 이용하는 연기제어 시스템이 설치된 실제 건축물에서 수행한 현장실험의 과정과 결과를 제시하였다. 실험에서 화재층의 배기풍량과 상하부층의 급기풍량으로 시간당 6회의 환기횟수를 적용하였으며, 시스템 가동으로 화재층인 12층과 그 상부층인 13층 사이에 약 260 Pa의 압력차가 형성되었다. 이러한 압력차 형성은 피난 및 방화구획에 상당한 영향을 미치므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
High-rise buildings with stack effect caused by the foreclosure, which significantly delayed the spread of a fire in effects of these stack effect driving force said. In this research on the stack effect of the lobby if the pressurization of the stairwell analysis of the pressure distribution of the CONTAMW. Overall, the pressurization of the lobby makes it stairwell amount of pressure(+) to the zone in pressure designed to prevent the spread of smoke control performance and found that, the way a normal state and sub-pressurization in the stairwell with stack effect of the turbulence Such as the formation of the upper flow, but, in the upper atmosphere with pressurization was formed by the underlying trend.
As buildings in South Korea become more skyscrapers, the risk of fire is also emerging. Thus, regulations, regulations, and guidelines are being improved to prevent the spread of smoke in the event of a fire in high-rise buildings, but research on smoke flow and pressure distribution in vertical spaces is insufficient. Therefore, in this study, the temperature of each floor in the vertical space according to the size of the fire is measured through the miniature model experiment, and the pressure difference is calculated to establish the basic data for the improvement of the performance of domestic air supply facilities in the future. Thus, a scale model of one-sixth the size of the actual building was produced to measure the temperature, and the pressure difference was derived by substituting the value for the expression. The pressure difference varies depending on the size of the cause of the fire, and it is believed that the differential pressure and conditions of the building should be taken into account before calculating the supply volume for the analysis of the pressure difference according to the size of the cause of the fire in the event of fire.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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