2009년 11월14일의 부산 실내사격장 화재에서 짧은 시간에 많은 인명피해가 발생한 원인을 조사하기 위해 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델을 사용하여 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션으로부터 얻은 화염과 연기의 확산 및 온도분포의 변화과정을 CCTV 녹화를 토대로 한 화재조사 결과와 비교하였다. 사격실 내에서 흡음재 연소가 급격히 이루어져 화염과 연기가 출입문을 통해 분출되기 시작한지 3초 내에 휴게실에 가득 차는 것으로 나타났고, 이 결과는 CCTV 녹화와 거의 일치하였다. 따라서 휴게실에 있던 사람들의 대피가능시간이 부족했음이 확인되었다. 또 사격실 출입문의 원형 손잡이의 온도가 거의 $1400^{\circ}C$까지 올라가는 것으로 나타나 원형 손잡이가 용융할 수 있음을 알 수 있었다.
In the present study the behavior of fire and the residual strength of fire-ignited RC slabs are investigated by experimental tests and numerical simulations. The fire tests of RC slabs were carried out in a furnace using the ISO 834 standard fire. The load capacity of the cooled RC slabs that were not loaded during the fire tests was evaluated by additional 3 point bending tests. The influence of the proportion of PP (polypropylene) fibers in the RC slabs on the structural behavior of the RC slabs after the fire loading was investigated. The results of the fire tests showed that the maximum temperature of concrete with PP fiber was lower than that of concrete without PP fiber. As the concrete was heated, the ultimate compressive strength decreased and the ultimate strain increased. The load-deflection relations of RC slabs after fire loading were compared by using existing stress-strain-temperature models. The comparison between the numerical analysis and the experimental tests showed that some numerical analyses were reliable and therefore, can be applied to evaluate the ultimate load of RC slabs after fire loading. The ultimate load capacity after cooling down the RC slabs without PP fiber showed a considerable reduction from that of the RC slabs with PP fiber.
일반주택 화재시 가연성이 높은 폴리우레탄폼 소재의 소파가 연소될 때 다량의 독성가스가 포함된 연기가 발생한다. 이 경우 실내거주자는 고온의 연기와 독성가스로 인해 피난의 어려움을 겪고, 극단적인 경우 사망에 이르게 된다. 본 연구에서는 다세대주택 화재시 계단실 개구부의 개폐조건이 화재실과 계단실의 화재특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 화재실험에서 얻어진 유동장의 온도, 일산화탄소 농도 및 연기가시거리의 자료를 분석하여 화재안전한계 기준값과 부분유효량에 근거한 화재위험평가를 하였다. 화재실의 경우, 온도와 일산화탄소 농도는 각각 최대 $290^{\circ}C$와 4,740 ppm이며, 온도에 의한 거주자의 불능상태 도달시간은 발화 후 약 144초이다. 계단실의 경우, 창문이 개방된 경우의 온도와 일산화탄소 농도는 화재안전한계 기준 값 이하로서 개방되지 알은 경우 보다 크게 감소되었다. 또 계단실의 연기가시거리는 개방된 경우가 개방되지 않은 경우보다 화재안전한계 기준 값에 더 빨리 도달되었다. 결론적으로 다세대주택 계단실의 개구부를 개방할 경우 거주자의 화재위험 가능성은 낮아진다.
철도 승강장의 매점은 현재 신문판매대, 표준 간이매점, 간이매점(복권방)등의 형태로 운영되고 있다. 따라서 신문이나 잡지등은 쉽게 불에 붙기 때문에 화재의 발화원이 되며, 대구 지하철 화재사고와 마찬가지로 방화의 대상이 될 수 있다. 따라서 지하철 승강장 매점화재 방지를 위하여 매점화재 시뮬레이션 기법 정립이 필요하고 이를 통한 화재방재예측능력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 매점화재 시뮬레이션을 수행하였고 수행된 해석결과는 매점지하철 승강장 매점화재 실험결과와 비교 고찰을 통하여 해석의 신뢰도를 검토하였다.
This study is intended for validation of numerical modeling of a residential building which is made to simulate a phenomenon of fire extension from floor to floor. A common residential building which has the area of 80m2 each floor and some combustibles were chosen for numerical modeling. The combustible models were verified through comparing results of numerical simulations and real fire tests. For computational analysis, the Fire Dynamics Simulator was used with Large Eddy Simulation model for turbulence. Consequently, fire-intensity was well predicted and flash-over of rooms were successfully estimated.
In this study, the Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used to analyze the smoke movement and the carbon monoxide concentration distribution, both vertically and longitudinally, in a compartment, based on conservation laws. The Fire Dynamics Simulator (FDS) developed by National Institute of Standards and Technology (NIST) was used for numerical simulations using Reynolds averaged Navier-Stokes equations (RANS) model to solve for time-averaged properties. Results show, as a function of time, a detailed distribution of temperature and carbon monoxide concentration changing against the height above the floor and those changes alongside the distance away from the fire source. Fire-induced smoke and toxic gases like CO are more dangerous in a confined space. The result of study may contribute in designing the smoke evacuation system based on the precise tenable condition.
Lopes, Antonio M.G.;Vaz, Gilberto C.;Santiago, Aldina
Steel and Composite Structures
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제5권6호
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pp.421-441
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2005
The present work reports on a numerical simulation of a compartment fire. The fire was modeled using a simplified approach, where combustion is simulated as a volumetric heat release. Computations were performed with the commercial code CFX 5.6. Radiation was modeled with a differential approximation (P1 model), while turbulence effects upon the mean gas flow were dealt with a SST turbulence model. Simulations were carried out using a transient approach, starting at the onset of ignition. Results are provided for the temperature field time evolution, thus allowing a direct comparison with the analytical and experimental data. The high spatial resolution available for the results proved to be of great utility for a more detailed analysis of the thermal impact on the steel structure.
The Fire Dynamics Simulator (FDS) was applied to a center fire in a room, of which dimensions were 1.8m${\times}$1.38m with an opening of 0.45m${\times}$1.2m doorway, to evaluate the numerical method. The time-variation of temperature at a top point of thedoorway centerline and distributions of evaluate the numerical method. The time-variation of temperature at a top point of the doorway centerline and distributions of average temperature along the doorway centerline and corner stack were compared with measurements for three different fire sizes, 7.65, 21.25 and 51.71kW. The results showed FDS predicted a very rapid fire growth compared with the experiment for all the three fire sizes, that is an importand shortcoming of FDS in compartment fire simulations. The average temperature distributions, and heights of hot gas layers and neutral planes in steady state were in reasonable agreement with the measurements.
부속실 가압시스템의 가장 중요한 역할은 건축물 내부에 화재가 발생 시 피난을 위하여 방화문이 개방 될 경우 균일한 방연풍속을 형성하여 연기의 침입을 방지하는 것이다. 이러한 설비의 성능확보를 위하여 균일한 방연풍속이 형성될 수 있도록 공기 공급 유니트를 배치하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 대형건물에 설치되는 2개의 출입문을 갖는 부속실의 경우, 방연풍속이 균일하게 형성될 수 있는지 수치해석을 수행하였고, 나타난 문제점을 해결하기 위한 주요변수로 댐퍼의 위치 및 루버의 각도를 선정하고, 두 변수를 조정하여 균일한 방연풍속을 얻을 수 있는 해결책을 찾아보았다. 그 결과, 부속실의 댐퍼 위치의 중요성을 확인하였으며, 2개의 방화문이 존재할 경우 출입문 맞은편 중간 벽에 배치할 경우 성능에 있어서 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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