화재 시뮬레이션을 이용한 고층 건축물의 층간 연소확대에 관한 연구 박 득 진 동신대학교 대학원 소방학과 (지 도 교 수 : 백 은 선) ( 국 문 초 록 ) 최근의 현대사회는 문명의 발달과 함께 산업화, 정보통신의 가속화가 진행됨에 따라 필요한 인력의 수급 및 문화생활의 영위하기 위하여 도시화 또한 빠르게 진행되고 있다. 이로 인한 도시의 인구집중 현상과 교통의 발달은 부족한 토지로 인한 지가의 상승을 초래하게 되었고 국토의 효율적인 이용과 상업화, 도시의 상징성과 부합하여 건축물의 대형화, 고층화를 유도하고 있으며 향후에도 고층건축물의 건설은 더욱 활발해질 전망이다. 그러나 고층건축물은 건축물의 특성상 ...
화재 시뮬레이션을 이용한 고층 건축물의 층간 연소확대에 관한 연구 박 득 진 동신대학교 대학원 소방학과 (지 도 교 수 : 백 은 선) ( 국 문 초 록 ) 최근의 현대사회는 문명의 발달과 함께 산업화, 정보통신의 가속화가 진행됨에 따라 필요한 인력의 수급 및 문화생활의 영위하기 위하여 도시화 또한 빠르게 진행되고 있다. 이로 인한 도시의 인구집중 현상과 교통의 발달은 부족한 토지로 인한 지가의 상승을 초래하게 되었고 국토의 효율적인 이용과 상업화, 도시의 상징성과 부합하여 건축물의 대형화, 고층화를 유도하고 있으며 향후에도 고층건축물의 건설은 더욱 활발해질 전망이다. 그러나 고층건축물은 건축물의 특성상 내화구조 및 방화구조의 적정성 등의 문제로 인명의 피난 및 안전을 확보하기 위한 많은 어려움이 상존하고 있다. 특히, 화재 발생 시 외부 창호의 밀폐구조로 인한 열과 연기를 쉽게 제어하거나 배출할 수 없고 건축물 내ㆍ외부 온도차에 의한 밀도차로 인해 생성된 압력차에 의해 발생하는 연돌효과(Stack effect)는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 수직 및 수평 방향으로 화염과 연기를 급속도로 확산시켜 인간의 생명을 위협하는 주된 요인으로서 작용되고 있어 고층건축물과 같이 밀폐된 구조의 건축물에서는 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 연돌효과는 건축물의 실내ㆍ외 온도차에 의한 압력차에 지배적인 영향을 받지만 이외에 외부의 바람 등과 같은 자연적인 요인과 건축물의 기밀성, 실내구획의 적정성, 건축물의 코어(Core) 배치구조, 층간 틈새 마감 및 창호설치의 적정성, 계단의 배치, 평면의 형태 등과 같은 건축적인 요인 그리고 공조시스템, 제연시스템 등과 같은 설비적인 요인 등의 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 이러한 연돌효과의 대책으로는 건축물의 외피를 기밀화하는 자연적인 대책과 실내의 공기유동을 제한하는 건축물의 내화구조, 방화구조, 층간구획 등의 건축적인 대책 그리고 건축물의 구조에 적합한 소방시설의 적용 및 성능위주설계 등의 설비적인 대책이 있으며, 이 중에서도 자연적인 힘에 의해서 화재를 한정하여 제어할 수 있는 Passive System의 대표적인 예인 건축물의 내화 및 층간 연소 확대 방지대책은 근본적인 대책이 된다. 이에 본 연구에서는 화재 시뮬레이션 프로그램인 Field Modle의 FDS를 기반으로 하는 PyroSim 프로그램을 사용하여 고층 건축물의 화재 시 발생되는 실내의 연소 및 층간 연소확대 현상, 창호 내벽체의 틈새를 통한 연기의 이동경로 현상, 이 때 발생되는 연소생성물의 특성 등을 비교 분석하고 고층건축물의 층간 연소확대의 문제점을 도출한 다음 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 시뮬레이션은 화재층, 3층, 20층 건축물을 대상으로 수행하였는데 건물 내부 문을 밀폐하고 이중 외피 사이의 층간 틈새를 개방한 상태에서 시간별 온도 분포, 각 층별 이산화탄소 및 산소농도, 각 층별 연기 확산 속도 등을 분석하였으며 열방출률(HRR), 연기농도(Smoke Density), 열 감지기 및 연기 감지기와 스프링클러 설비의 작동시간 등을 시간별로 분석하였다. 또한, 열과 연기의 이중 외피공간의 층간 틈새를 통한 수직, 수평유동 상태를 시간대별로 검토 하였으며 최상층에서부터 연기의 층간 하강 모습을 실증하였다. 본 논문은 PyroSim을 사용하여 고층건축물의 건축 구조에 따른 열과 연기의 거동 현상에 대한 시뮬레이션을 수행하여 연돌효과와 층간 연소확대에 대한 현상을 분석 검토하고 문제점을 도출한 다음 대책방안을 제시하였으며 이것을 요약하면 다음과 같다. 향후 성능위주 소방설계에 적용 가능한 화재안전대책 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 1. 고층건축물의 정의 2. 고층건축물의 구조에 따른 연돌효과 영향 3. 고층건축물의 구조에 따른 화재 시뮬레이션 수행 4. 고층건축물의 층간 연소확대에 따른 온도 및 연기 거동 분석 및 검토 5. 고층건축물의 층간 연소확대 방지 대책 수립 key word : 고층 건축물, 연돌효과, 화재시뮬레이션, 이중외피 구조
화재 시뮬레이션을 이용한 고층 건축물의 층간 연소확대에 관한 연구 박 득 진 동신대학교 대학원 소방학과 (지 도 교 수 : 백 은 선) ( 국 문 초 록 ) 최근의 현대사회는 문명의 발달과 함께 산업화, 정보통신의 가속화가 진행됨에 따라 필요한 인력의 수급 및 문화생활의 영위하기 위하여 도시화 또한 빠르게 진행되고 있다. 이로 인한 도시의 인구집중 현상과 교통의 발달은 부족한 토지로 인한 지가의 상승을 초래하게 되었고 국토의 효율적인 이용과 상업화, 도시의 상징성과 부합하여 건축물의 대형화, 고층화를 유도하고 있으며 향후에도 고층건축물의 건설은 더욱 활발해질 전망이다. 그러나 고층건축물은 건축물의 특성상 내화구조 및 방화구조의 적정성 등의 문제로 인명의 피난 및 안전을 확보하기 위한 많은 어려움이 상존하고 있다. 특히, 화재 발생 시 외부 창호의 밀폐구조로 인한 열과 연기를 쉽게 제어하거나 배출할 수 없고 건축물 내ㆍ외부 온도차에 의한 밀도차로 인해 생성된 압력차에 의해 발생하는 연돌효과(Stack effect)는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 수직 및 수평 방향으로 화염과 연기를 급속도로 확산시켜 인간의 생명을 위협하는 주된 요인으로서 작용되고 있어 고층건축물과 같이 밀폐된 구조의 건축물에서는 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 연돌효과는 건축물의 실내ㆍ외 온도차에 의한 압력차에 지배적인 영향을 받지만 이외에 외부의 바람 등과 같은 자연적인 요인과 건축물의 기밀성, 실내구획의 적정성, 건축물의 코어(Core) 배치구조, 층간 틈새 마감 및 창호설치의 적정성, 계단의 배치, 평면의 형태 등과 같은 건축적인 요인 그리고 공조시스템, 제연시스템 등과 같은 설비적인 요인 등의 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 이러한 연돌효과의 대책으로는 건축물의 외피를 기밀화하는 자연적인 대책과 실내의 공기유동을 제한하는 건축물의 내화구조, 방화구조, 층간구획 등의 건축적인 대책 그리고 건축물의 구조에 적합한 소방시설의 적용 및 성능위주설계 등의 설비적인 대책이 있으며, 이 중에서도 자연적인 힘에 의해서 화재를 한정하여 제어할 수 있는 Passive System의 대표적인 예인 건축물의 내화 및 층간 연소 확대 방지대책은 근본적인 대책이 된다. 이에 본 연구에서는 화재 시뮬레이션 프로그램인 Field Modle의 FDS를 기반으로 하는 PyroSim 프로그램을 사용하여 고층 건축물의 화재 시 발생되는 실내의 연소 및 층간 연소확대 현상, 창호 내벽체의 틈새를 통한 연기의 이동경로 현상, 이 때 발생되는 연소생성물의 특성 등을 비교 분석하고 고층건축물의 층간 연소확대의 문제점을 도출한 다음 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 시뮬레이션은 화재층, 3층, 20층 건축물을 대상으로 수행하였는데 건물 내부 문을 밀폐하고 이중 외피 사이의 층간 틈새를 개방한 상태에서 시간별 온도 분포, 각 층별 이산화탄소 및 산소농도, 각 층별 연기 확산 속도 등을 분석하였으며 열방출률(HRR), 연기농도(Smoke Density), 열 감지기 및 연기 감지기와 스프링클러 설비의 작동시간 등을 시간별로 분석하였다. 또한, 열과 연기의 이중 외피공간의 층간 틈새를 통한 수직, 수평유동 상태를 시간대별로 검토 하였으며 최상층에서부터 연기의 층간 하강 모습을 실증하였다. 본 논문은 PyroSim을 사용하여 고층건축물의 건축 구조에 따른 열과 연기의 거동 현상에 대한 시뮬레이션을 수행하여 연돌효과와 층간 연소확대에 대한 현상을 분석 검토하고 문제점을 도출한 다음 대책방안을 제시하였으며 이것을 요약하면 다음과 같다. 향후 성능위주 소방설계에 적용 가능한 화재안전대책 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 1. 고층건축물의 정의 2. 고층건축물의 구조에 따른 연돌효과 영향 3. 고층건축물의 구조에 따른 화재 시뮬레이션 수행 4. 고층건축물의 층간 연소확대에 따른 온도 및 연기 거동 분석 및 검토 5. 고층건축물의 층간 연소확대 방지 대책 수립 key word : 고층 건축물, 연돌효과, 화재시뮬레이션, 이중외피 구조
A study on the combustion expansion between floors in multistory building by fire simulation Park Deuk-Jin Department of Fire Administration Graduate School of Dongshin National University (Directed by Professor, Baek Eun-Sun) (abstract) Modern society is progressing rapidly urbanization with the de...
A study on the combustion expansion between floors in multistory building by fire simulation Park Deuk-Jin Department of Fire Administration Graduate School of Dongshin National University (Directed by Professor, Baek Eun-Sun) (abstract) Modern society is progressing rapidly urbanization with the development of civilization, industralization and acceleration of Information Communication for leading necessary labor force and cultural life. This situation, accordingly, leads to concentration of population toward cities and advances in facilities of transportation, which results in increasing land value and induces big and multistory building. It corresponds to the efficient utilization of a country, commercialization, and symbolic power of city. And this trend is expected to be more active in the future. But multistory building has many difficulties in assuring evacuation or security of people in fire on account of fireproof construction and fire protection construction that is inherent in multistory building. The stack effect, in particular, is being raised as the greatest problem. The reason why it matters is that it cannot control or emit heat and smoke easily in fire because of its airtight construction. And it is occurred by density difference derived from divergent temperature between inside and outside, which spreads flame and smoke rapidly to vertical and horizontal way through fast air stream and threats a man's life ultimately. This stack effect is influenced primarily by pressure difference of construct caused by temperature difference between inside and outside. It, besides, is affected by various factors, including a natural factor such as outer wind, a architectural factor such as an airtightness of construct, an adequacy of interior division, a core arrangement of building, an appropriateness of crack closing between floors or windows and doors, a setup of stairs, a flat form, and an equipment factor such as a mutual-assistance system and a smoke-controlling system. From these aspects, measures preventing fire from stack effect can be divided into a few categories. First, it can be prevented by airtighting outer cover of construct, which is a natural measure coming from natural factor. Second, it can be stopped by limiting indoor air flow, which can be included into an architectural one. Third, there is an another method in relation to equipment, including an application of fire protection system adequate for building structure and a capacity-centric design. The most fundamental way, among these, is to prepare fireproof system or to prevent combustion expansion between floors, that is so called Passive System which is able to control and limit fire by natural force. For this reason, this study, first, analyses the condition of combustion expansion at indoor or between floors if a fire occurs in multistory building by PyroSim program based on FDS which is fire simulation program, the flow of smoke through crack between windows and doors, the character of combustibles formed by fire. And this study finds out problems derived from combustion expansion between floors and proposes the way for solving them. For this purpose, this study carries out fire simulation based on a story originating fire, 3-story and 20-story building and analyses the temperature dispersion per hour, the concentration of CO2 or O2 each story and the diffusion of smoke each story with closed doors and opened crack between floors. And it analyses HRR, a smoke density, a heat sensor, and an operating time of sprinkler per hour. This study, in addition, reviews the state of vertical and horizontal flow of heat and smoke through crack between dual outer cover spaces and analyses empirically the descending figure of smoke from the top floor. In short, this study analyses the stack effect and the combustion expansion between floors in multistory building by fire simulation focused on the flow of heat and smoke using PyroSim and finds out problems. As a result, the way for solving problems according to this study is as follows. The findings are expected to make full use of as a fire protection guideline in the future. 1. the definition of multistory building 2. the stack effect based on the structure of multistory building 3. the fire simulation based on the structure of multistory building 4. the analysis and examination of the flow of temperature and smoke through the combustion expansion between floors in multistory building 5. the way for preventing the combustion expansion between floors in multistory building key word : multistory building, the stack effect, fire simulation, dual outer cover structure
A study on the combustion expansion between floors in multistory building by fire simulation Park Deuk-Jin Department of Fire Administration Graduate School of Dongshin National University (Directed by Professor, Baek Eun-Sun) (abstract) Modern society is progressing rapidly urbanization with the development of civilization, industralization and acceleration of Information Communication for leading necessary labor force and cultural life. This situation, accordingly, leads to concentration of population toward cities and advances in facilities of transportation, which results in increasing land value and induces big and multistory building. It corresponds to the efficient utilization of a country, commercialization, and symbolic power of city. And this trend is expected to be more active in the future. But multistory building has many difficulties in assuring evacuation or security of people in fire on account of fireproof construction and fire protection construction that is inherent in multistory building. The stack effect, in particular, is being raised as the greatest problem. The reason why it matters is that it cannot control or emit heat and smoke easily in fire because of its airtight construction. And it is occurred by density difference derived from divergent temperature between inside and outside, which spreads flame and smoke rapidly to vertical and horizontal way through fast air stream and threats a man's life ultimately. This stack effect is influenced primarily by pressure difference of construct caused by temperature difference between inside and outside. It, besides, is affected by various factors, including a natural factor such as outer wind, a architectural factor such as an airtightness of construct, an adequacy of interior division, a core arrangement of building, an appropriateness of crack closing between floors or windows and doors, a setup of stairs, a flat form, and an equipment factor such as a mutual-assistance system and a smoke-controlling system. From these aspects, measures preventing fire from stack effect can be divided into a few categories. First, it can be prevented by airtighting outer cover of construct, which is a natural measure coming from natural factor. Second, it can be stopped by limiting indoor air flow, which can be included into an architectural one. Third, there is an another method in relation to equipment, including an application of fire protection system adequate for building structure and a capacity-centric design. The most fundamental way, among these, is to prepare fireproof system or to prevent combustion expansion between floors, that is so called Passive System which is able to control and limit fire by natural force. For this reason, this study, first, analyses the condition of combustion expansion at indoor or between floors if a fire occurs in multistory building by PyroSim program based on FDS which is fire simulation program, the flow of smoke through crack between windows and doors, the character of combustibles formed by fire. And this study finds out problems derived from combustion expansion between floors and proposes the way for solving them. For this purpose, this study carries out fire simulation based on a story originating fire, 3-story and 20-story building and analyses the temperature dispersion per hour, the concentration of CO2 or O2 each story and the diffusion of smoke each story with closed doors and opened crack between floors. And it analyses HRR, a smoke density, a heat sensor, and an operating time of sprinkler per hour. This study, in addition, reviews the state of vertical and horizontal flow of heat and smoke through crack between dual outer cover spaces and analyses empirically the descending figure of smoke from the top floor. In short, this study analyses the stack effect and the combustion expansion between floors in multistory building by fire simulation focused on the flow of heat and smoke using PyroSim and finds out problems. As a result, the way for solving problems according to this study is as follows. The findings are expected to make full use of as a fire protection guideline in the future. 1. the definition of multistory building 2. the stack effect based on the structure of multistory building 3. the fire simulation based on the structure of multistory building 4. the analysis and examination of the flow of temperature and smoke through the combustion expansion between floors in multistory building 5. the way for preventing the combustion expansion between floors in multistory building key word : multistory building, the stack effect, fire simulation, dual outer cover structure
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.