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수직통로의 형상이 연돌효과에 미치는 영향에 관한 수치해석 연구
A Numerical Study on the Influence of the Shaft Geometry on the Stack Effect 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.25 no.4, 2011년, pp.74 - 81  

전흥균 (대구보건대학 소방안전관리과) ,  추홍록 (대구보건대학 소방안전관리과)

초록
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고층건물의 수직통로 형상이 연돌효과의 차압과 중성대 위치에 미치는 영향을 알아보고, 연돌효과의 발생현상을 가시화하기 위하여 3가지 형상의 수직통로, 즉 단순 수직통로, 승강기 수직통로 및 계단실 수직통로에 대하여 CFD 모델인 FDS(ver. 5.3) 프로그램을 사용하여 수치해석 하였다. 연돌효과 초기(t = 10 s) 차압은 승강기 수직통로인 경우(79.3 Pa)가 이론식 계산 결과(78 Pa)와 잘 일치하였다. t = 300 s 시점에서 중성대 위치는 3가지 경우 모두 49 m 이상으로 이론식 결과 보다 5 m 이상 높게 나타났다. 수직통로 상부와 하부지점 사이의 최대차압은 수직통로의 구조가 복잡할수록 감소하였다. 연돌효과 가시화를 통하여 수직통로 형상에 따라 연돌효과에 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The numerical analyses for three different shafts in geometry of high buildings were carried out by using computational fluid dynamics model (FDS ver.5.3) for the calculation of the pressure difference and the location of the neutral plane and the visualization of stack effect. At 10 seconds of stac...

주제어

#Shaft geometry   #CFD   #Pressure difference   #Neutral plane   #Visualization of stack effect  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 고층건물의 연돌효과 특성과 관련하여 수직통로의 형상에 따라 수직통로 내외부의 차압과 중성대 위치에 미치는 영향을 알아보기 위하여 CFD 모델을 사용하여 수치해석을 하였고, 연돌효과 발생 현상도 가시화 하였다. 본 연구의 목적을 위해 사용된 수치해석 모델은 NIST에서 개발된 FDS(ver.
  • 본 연구의 목적은 연돌효과를 고려한 제연설비설계시 연돌효과의 차압과 중성대 위치의 정확한 계산을 위한 기초자료를 제공하는데 있다.

가설 설정

  • H : height of a continuous opening or the distance from the bottom opening to the top opening
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참고문헌 (12)

  1. 건축기획과, "(초)고층건축물방재대책추진", 서울시 주택본부, pp.1-10(2011). 

  2. John H. Klote and James A. Milke, "Principles of Smoke Management", ASHRAE, SFPE, p.69(2002). 

  3. 임채현, 김범규, 박용환, "고층건물에서 연돌효과 및 외기풍속에 따른 배연창의배연성능 평가", 한국화재소방학회 논문지, Vol.23, No.6, pp.82-90(2009). 

  4. 전흥균, 최영상, 추홍록, "단일 단순수직통로의 연돌효과와 중성대에 관한 수치해석 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.23, No.5, pp.143-152(2009). 

  5. 조재훈, 여명석, 김광우, "고층 주거건물에서의 연돌 효과로 인한 압력분포에 관한 연구", 대한건축학회논문집, Vol.21, No.5, pp.207-214(2005). 

  6. 박동률, 임현우, 이중훈, 송두삼, "고층 주거건물의 연돌효과 저감대책-샤프트 냉각법", 대한건축학회 학술발표대회 논문집, Vol.27, No.1, pp.773-776(2007). 

  7. 양인호, 여명석, 조재훈, 김광우, "고층건물에서의 연돌효과 시뮬레이션", 설비공학논문집, Vol.14, No.6, pp.456-467(2002). 

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  8. 김진수, "초고층 건물에 나타나는 연돌효과", 한국화재소방학회지, Vol.3, No.1, pp.14-20(2007). 

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  9. 김정엽, "연돌효과가 급기가압 제연시스템에 미치는 영향에 대한 현장실험", 한국화재소방학회 논문지, Vol.22, No.3, pp.194-200(2008). 

  10. Kevin McGrattan, Bryan Klein, Simo Hostikka, Jason Floyd, "Fire Dynamics Simulator (Version 5) User's Guide", NIST, p.35(2008). 

  11. John H. Klote and James A. Milke, "Principles of Smoke Management", ASHRAE, SFPE, pp.66-85 (2002). 

  12. 김학중, 김범규, 박용환, 임채현, "엘리베이터 승강로 형식별 압력변동에 관한 실험 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.24, No.3, p.141(2010). 

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