다중이용시설 건축물의 화재 풀룸의 상승시간에 관한 수치해석적 연구

Numerical study on the rise time of fire plume of multi-use facility building.

다양한 용도로 사용 중인 다중이용시설 내에서 발생되는 화생발생 건수는 매년 증가하며 그로인한 사상자 및 피해규모도 매년 증가하는 추세이다. 만약 화재가 발생을 하면, 특히 어린이집과 노인요양시설의 경우에는 재실자의 다수가 스스로 피난을 할 수 없는 피난약자들이 대부분이며 체계적인 피난이 어려워 유독한 가스에 노출이 되어서 다수의 사망자가 발생할 위험성이 아주 크다. 그래서 충분한 대피시간을 확보할 수 있는 제연설비와 배연창의 설치가 필수적으로 검토되어야 한다. 그리고 계단실에서 발생된 연기의 거동과 상승시간을 수치해석적으로 분석하였다. 이번 연구에서는 내부에 위치한 계단실을 실체모형의 크기와 몇 가지 모델로 대표하여 모델링하였고, 발생된 화재의 뜨거운 플룸이 수직 상승할 때, 뜨거운 플룸의 온도 T와 수직 상승 유속 w와 발열량의 변화를 분석하였다. 발열량의 영향의 분석하기 위하여 4가지 시나리오와 중간층의 환기량의 영향을 분석하기 위하여 문의개방여부에 따른 2가지 시나리오를 FDS로 수치해석을 수행하였다. 그래서 계단실 내부의 온도, 유속, 압력, 밀도의 축단면 등고선과 화재연의 선단이 층별로 도달하는 시간을 다양한 시나리오를 비교 검증하였다. 주요 결과로서, 발열량 크기의 영향과 환기량의 영향을 분석하였고, 계단실 내부에서 수직으로 상승하는 화재연의 선단이 층별로 도달하는 시간을 분석하였다. 또한 수치해석을 통해 분석된 화재연 선단의 상승시간결과를 이용하여 화재연 상승하는 시간을 예측 할 수 있는 실험적 관련식을 제시하였다. 본 연구는 2018년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 국가과학기술연구회 실용화형 융합연구단 사업의 지원을 받아 수행되었습니다.(과제번호 : QLT-CRC-18-02-KICT)