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스프링클러와 배연설비의 통합작동이 수평통로의 연기제어에 미치는 영향
The Effect of the Combined Operation of Sprinkler and Vent Systems on the Smoke Control in a Horizontal Corridor 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.19 no.1 = no.57, 2005년, pp.70 - 89  

전흥균 (대구보건대학 소방안전관리과) ,  최영상 (대구보건대학 소방안전관리과) ,  추홍록 (대구보건대학 소방안전관리과) ,  장준영 (대구보건대학 안경디자인과)

초록
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수평통로의 천장 아래로 확산되는 연기의 냉각 및 차단을 위해 설치한 스프링클러와 배연설비의 통합작동이 유동장의 온도 및 연기밀도 분포에 미치는 영향을 조사하기 위해 $20.0m\;\times\;4.0m\;\times\;3.0m$ 크기의 공간에 대해 전산유체역학 프로그램(FDS 4.0.3)의 화재모의실험을 수행하였다. 연기의 냉각 및 차단효과는 스프링클러와 배연설비의 통합작동이 단독작동 보다 더 우수한 것으로 확인되었고, 천장에 설치되는 스프링클러헤드는 천장 길이방향으로의 모서리 효과에 의해 작동 헤드수는 2개로 제한되었으며, 적정 헤드수를 초과한 헤드설치는 오히려 연기냉각 및 차단 효과를 저하시키는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 2개의 헤드설치와 $3.0m^3/s$의 배연량인 경우 연기의 냉각 및 차단효과가 가장 좋았다. 헤드 작동 시 연기 하향끌림 현상이 발생하며, 화재크기의 증가로 연기발생 량이 배연 량 보다 큰 경우에는 연기 하향끌림 현상이 훨씬 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Fire scenarios in a space $20.0m\;\times\;4.0m$ floor and 3.0m high were simulated by using computational fluid dynamics program (FDS 4.0.3) to investigate the effect of the combined operation of both sprinkler and vent systems, which are installed for cooling and blocking smoke which pro...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 위의 화재 모의실험에서 볼 수 있듯이 헤드 및 배 연 구단독 작동으로는 연기의 냉각 및 차단 효과는 그지 높지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 다음은 두 설비의 통합 작동 시 연기의 냉각 및 차단에 어느 정도 효과가 있는지 알아보았다.
  • NFPA 204 연기 및 열의 배기 기준에 의하면 스프링클러가 설치된 건물 내 연기 및 열제거는 성능분석(performance analysis)에 기초하도록 권장하고 있다. 배연(vent) 설비는 화재구역에서 진압 활동을 하는 소 방대원의 안전을 제공하고 화재진압 후 소방대원에 의 한 제연작업을 용이하도록 함과 동시에 피난 대피시재실자가 안전하게 피난할 수 있도록 피난로의 확보와 연기호흡에 의한 독성 위험을 감소시키는데 설치의 목적을 두고 있다.
  • 본 연구는 계단 통로의 수막설비 및 배연설비의 연기 냉각, 차단 및 제연효과를 조사하기 위한 예비단계로써 일반 건물의 복도 및 지하상가의 지하통로와 같은 수평통로에서 표준스프링클러설비 (sprinkler system)와 배연설비 (extraction system)의 단독 및 통합 작동이 천장 아래로 확산되는 연기의 냉각, 차단 및 제연효과 에 미치는 영향에 대하여 미국 NIST에서 개발한 FDS(ver. 4.0.3)을 사용한 컴퓨터 화재모의실험 을 수행하여 조사하였다.
  • 본 연구에서는 화재 크기에 따라 헤드와 배 연구의 통합 작동이 연기 차단 효과에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2개 헤드와 기준 배연량 1.27m3/s인 경우에 대하여 화재열 방출율을 2MW, 3MW로 증가시켜 화재 모의실험을 수행하였다.
  • 본 연구의 목적은 수평통로의 연기 냉각, 차단 및 제연을 위한 표준스프링클러 설비와 배연설비의 작동이 유동장의 온도 및 연기밀도 분포에 미치는 영향을 조사하여 수평통로의 효과적인 연기 냉각, 차단 및 제연방법을 개선하기 위한 대책을 제시하는 것이다.
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참고문헌 (8)

  1. 홍원화, 2.18 대구지하철 화재 연구조사보고서, 경북 대학교 건축학부 도시환경설비연구실 방재팀, pp.98-99 (2004) 

  2. James A. Milke, NFPA 204 Standard for Smoke and Heat Venting 2002 Edition, NFPA, pp.74-75 (2002) 

  3. 박외철, '대구 지하철역 제연의 문제점과 대책-I 제연방식', 한국화재소방학회논문지, Vol. 17, No.4, pp.98-104 (2003) 

  4. 박외철, '대구 지하철역 제연의 문제점과 대책-II. 배기방식 제연설비의 풍량', 한국화재소방학회논문지, Vol. 17, No.4, pp. 105-110 (2003) 

  5. John H. Klote, James A. Milke, Design of Smoke Management Systems, SFPE, pp.110( 1992) 

  6. K.B. McGrattan, Fire Dynamics Sirnulator(Version4) - Technical Reference Guide, NIST(2004) 

  7. K.B. McGrattan and G.P. Forney, Fire Dynamics Simulator(Version 4)-User's Guide, NIST(2004) 

  8. K.B. McGrattan and G.P. Forney, User's Guide for Smokeview Version 4-A Tool for Visualizing Fire Dynamics Simulation Data, NIST(2004) 

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