FDS를 이용한 대규모 건축물 화재 시뮬레이션의 격자크기 선정

Selection of Grid Size in Fire Simulation for Large Scale Buildings by Using FDS

대규모 건축물의 화재 시뮬레이션에 사용되는 FDS의 적정 격자크기를 제시하기 위해 3개의 개구부가 있는 <TEX>$20{\times}10{\times}3m^3$</TEX> 크기의 실과 <TEX>$44{\times}48{\times}10m^3$</TEX> 크기의 클린룸에 대한 화재 시뮬레이션을 수행하였다. z방향 격자크기를 0.2 m로 고정하고 x, y방향의 격자크기 0.1~1.0 m(종횡비 0.5~5.0)에 대한 온도와 가시거리의 변화를 비교하였다. x, y방향 적정 격자크기는 0.5 m(종횡비 2.5) 이내이며, 1.0 m의 경우에는 오차가 큰 것으로 나타났다. 온도, 가시거리 등의 변동으로 인해 유효피난시간의 산정에 주의가 요구되고, 불가피하게 큰 격자를 사용해야하는 경우에는 격자크기에 대한 검토가 필요하며, 더 큰 격자를 사용하기 위해 격자의 종횡비에 관한 추가연구가 필요함을 확인하였다.

Fire simulation was carried out for an enclosure with three doorways of <TEX>$20{\times}10{\times}3m^3$</TEX> and a cleanroom of <TEX>$44{\times}48{\times}10m^3$</TEX>, to suggest appropriate grid size in fire simulations by using of FDS for large scale buildings. The variations of temperature and visibility with time were compared for the x and y direction grid sizes of 0.1~1.0 m (aspect ratios 0.5~5.0), fixing the z direction grid size 0.2 m. The results showed that the grid sizes 0.5 m (aspect ratio 2.5) or smaller are appropriate among the grid sizes tested, whereas 1.0 m is not acceptable. It was confirmed that estimate of the available safe egress time requires a great care due to fluctuations in temperature, visibility, etc., and further investigations on the grid size when selecting a large grid size inevitable, and on the aspect ratios for a larger grid are in need.