방화셔터를 이용한 아트리움 제연과 피난안전에 관한 수치해석 연구

A Numerical Study for the Atrium Smoke Control by Fire Shutter and Evacuation

본 연구에서는 대구 D대학 기숙사 건물에 대해 2MW, 5MW 화재크기와 아트리움 방화셔터의 미설치 및 작동 경우의 4가지 화재시나리오를 구성하고, FDS(ver. 5.5.0)와 Pathfinder 2009 프로그램을 사용하여 화재 및 피난시뮬레이션을 수행하였다. 화재피난영향평가를 통하여 방화셔터와 배연구의 아트리움 제연 효과에 대한 성능을 확인하였고, 화재위험 및 피난안전을 분석하였다. 방화셔터의 작동은 연기 전파 방지에 큰 효과가 있지만, 상부 배연구를 통한 배연량이 불충분하여 방화셔터의 유무에 관계없이 연기층은 바닥으로부터 약 2m 지점까지 하강하고, 본 연구에서 설정한 연기층 한계 높이 이하가 되었다. 또 방화셔터 미설치, 5MW 화재크기의 경우, 온도보다 가시거리에 의한 화재위험 가능성이 더 크게 나타났고, 기숙사 중.상부 층의 계단실 피난여유시간은 약 5초 이내로 매우 작았다. 지상 1층 주출입구까지 전체 피난자의 순수 피난이동시간은 136초이다. 피난자의 더 안전한 피난을 위해 추가적인 보완조치가 필요하다고 사료된다.

Four fire scenarios, as the cases of fire sizes of 2 MW and 5 MW, and no installation and activation of atrium fire shutter for dormitory building of Daegu 'D college', were developed and fire simulations were run using FDS (ver. 5.5.0) and Pathfinder 2009 programs. By assessing fire and evacuation, the effects of atrium fire shutter and vents on the smoke control of atrium were evaluated and this study also analyzed fire hazard and egress safety for occupants in the dormitory. Fire shutter's preventing smoke transport around atrium was much effective, but smoke layer descended down the design limit of smoke height and kept about 2 m height from the atrium floor in all cases because flow rate through vents was not enough. For the case of 5 MW fire and no fire shutter, fire hazard was higher due to visibility than temperature and allowable egress time to stairwell was short less than 5 seconds for the occupants on the floors of 4F to 7F. For total occupants, egress time out of main doorway was calculated about 136 seconds. It is sure that additional systems improving the performance of smoke control need to be installed for more safe evacuation.