수직 개구부로 연결된 2개의 구획실에서 화원 조건이 개구부 유동 속도 및 고온 가스층 특성에 미치는 영향

Effects of Fire Source Conditions on Vent Flow Velocity and Hot Gas Layer Characteristics in Two Rooms Connected by Vertical Opening

본 연구에서는 수직 개구부(VO-I)로 연결된 2개의 공간(ROOM-I, ROOM-II)에서 화원 조건이 개구부 유동 속도 및고온 가스층 특성에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 2개의 공간 중 ROOM-II에는 외부와 연결된 수직 개구부(VO-II)가 추가적으로 설치되어 있다. ROOM-I과 ROOM-II의 중앙에 화원을 각각 위치시켰고, 열방출률은 1.32, 3.32,5.21 kW로 변화시켰다. 개구부 유동 속도의 경우, ROOM-I에 화원이 위치할 때 VO-I과 VO-II, ROOM-II에 화원이 위치할 때 VO-II의 상부에서는 고온의 가스 유출, 하부에서는 저온의 공기 유입이 나타났다. 반면, ROOM-II에 화원이위치할 때 VO-I의 상부를 통해 ROOM-I으로 유출된 고온의 가스가 ROOM-II로 재유입되는 유동이 관찰되었다. 또한,화재실과 인접실 내 고온 가스층 두께 및 온도 상승을 비교하였다. 화재실의 경우, 화원이 ROOM-I에 위치하는 경우가 ROOM-II에 위치하는 경우에 비해 고온 가스층의 두께가 더 두꺼웠고 고온 가스층의 온도 상승이 더 높은 것으로나타났다. 인접실의 경우, 화원이 ROOM-I에 위치하는 경우가 ROOM-II에 위치하는 경우에 비해 고온 가스층의 두께가 더 얇았고 고온 가스층의 온도 상승이 더 높은 것으로 나타났다. 한편, 열방출률에 대한 고온 가스층 온도 상승의의존성이 고온 가스층 두께에 비해 더 큰 것으로 나타났다.

In this study, the effects of fire source conditions on the vent flow velocity and hot gas layer characteristics in two rooms(ROOM-I and ROOM-II) connected by a vertical opening (VO-I) were investigated experimentally. In ROOM-II, the verticalopening (VO-II) connected to the outside was installed. The fire sources were located at the centers of ROOM-I andROOM-II, and the heat release rates were 1.32, 3.32, and 5.21 kW. Regarding the vent flow velocity, when the fire sourcewas located in ROOM-I, the outflow of the hot gas and inflow of cold air occurred in the upper and lower parts of VO-Iand VO-II, respectively, which were the same as those of VO-II when the fire source was located in ROOM-II. However,when the fire source was located in ROOM-II, the hot gas in the upper part of VO-I flowed out to ROOM-I and flowedagain into ROOM-II. Additionally, the hot gas layer thickness and temperature rise in the fire and adjacent rooms werecompared. In the fire room, the case where the fire source was placed in ROOM-I showed a thicker hot gas layer and ahigher hot gas layer temperature rise than the case where the fire source was placed in ROOM-II. In the adjacent room,the case where the fire source was placed in ROOM-I showed a thinner hot gas layer and a higher hot gas layer temperaturerise than the case where the fire source was placed in ROOM-II. The dependence of the hot gas layer temperature riseon the heat release rate was higher than that of the hot gas layer thickness.