열 및 연기확산을 예측하기 위한 CFAST의 설정 방안에 관한 연구

Study on the Setting Method of CFAST to Predict Heat and Smoke Spread

건축물의 성능위주설계 시 ASET 및 RSET을 개별 도출하여 비교하는 경우 화재위험성이 과소평가 될 가능성이있다. 이에 따라 화재 및 피난시뮬레이션의 실시간 coupling에 대한 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 높은 계산비용 및 전문성을 요구하여 피난시뮬레이션과의 coupling에 제약을 갖는 FDS의 대안으로서 비교적 낮은 계산비용 및 전문성을 요구하는 CFAST의 예측성능이 검증되었다. 구체적으로 화재실과 연결된 복도의 분할 방법에 따른CFAST의 예측결과를 FDS와 비교하여 열 및 연기의 확산거동에 대한 예측성능이 검증되었다. 그 결과 복도가 폭과동일한 간격으로 분할될 때 CFAST는 상층부 온도 및 연기감지기 작동시간에 대해 FDS의 모델 불확실도 범위 내에서 적절한 결과를 제시함을 확인하였다. 이와 동시에 천장 제트의 유속에 대한 수치모델의 한계로 인해 CFAST를활용한 열감지기 작동시간의 예측에는 상당한 주의가 요구됨을 확인하였다.

Fire risks may be underestimated when ASET and RSET are individually derived and compared in the performance-baseddesign of a building. Accordingly, the need for the real-time coupling of fire and evacuation simulations has emerged. Therefore, in this study, the predictive performance of CFAST, which requires relatively low computational cost andexpertise, was verified as an alternative to FDS, which has limitations in coupling with evacuation simulation because ofits high computational cost and expertise. Specifically, the prediction performance of the heat and smoke diffusion behaviorwas verified by comparing the CFAST prediction results according to the division method of the corridor connected to thefire room with the FDS. The results confirmed that CFAST yielded appropriate results within the model uncertainty rangeof the FDS for the upper-floor temperature and smoke detector operation time when the corridor was divided into intervalsequal to the width. Simultaneously, owing to the limitations of the numerical model for the flow velocity of the ceilingjet, it was confirmed that considerable attention is required to predict the operation time of the heat detector using CFAST.