다세대주택의 화재안전평가에 대한 수치해석 연구 -계단실 개구부의 개폐가 화재특성에 미치는 영향-

• 영문명: A Numerical Study for Fire Safety Evaluation of the Multi-story Residential Buildings -The Effects of the Openings of Stairwell on Fire Characteristics-
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 전흥균(Jeon, Heung-Kyun) 최영상(Choi, Young-Sang) 추홍록(Choo, Hong-Lok)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.21 No.3, 15~23쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2007.09.30

국문 초록

일반주택 화재시 가연성이 높은 폴리우레탄폼 소재의 소파가 연소될 때 다량의 독성가스가 포함된 연기가 발생한다. 이 경우 실내거주자는 고온의 연기와 독성가스로 인해 피난의 어려움을 겪고, 극단적인 경우 사망에 이르게 된다. 본 연구에서는 다세대주택 화재시 계단실 개구부의 개폐조건이 화재실과 계단실의 화재특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 화재실험에서 얻어진 유동장의 온도, 일산화탄소 농도 및 연기가시거리의 자료를 분석하여 화재안전한계 기준값과 부분유효량에 근거한 화재위험평가를 하였다. 화재실의 경우, 온도와 일산화탄소 농도는 각각 최대 $290^{\circ}C$와 4,740 ppm이며, 온도에 의한 거주자의 불능상태 도달시간은 발화 후 약 144초이다. 계단실의 경우, 창문이 개방된 경우의 온도와 일산화탄소 농도는 화재안전한계 기준 값 이하로서 개방되지 알은 경우 보다 크게 감소되었다. 또 계단실의 연기가시거리는 개방된 경우가 개방되지 않은 경우보다 화재안전한계 기준 값에 더 빨리 도달되었다. 결론적으로 다세대주택 계단실의 개구부를 개방할 경우 거주자의 화재위험 가능성은 낮아진다.

영문 초록

In the events of a fire in the residential building, highly flammable polyurethane foam sofa produce toxic smokes. In this type of fire, the residents of the building can be gotten into the difficulties of evacuating from the fire places or may be to death due to a lot of hot toxic gases. In this study, CFD simulations were carried out to study the effects of the openings of stairwell on the fire characteristics of fire room and stairwell. Also, analysis of fire hazard based on the tenability limits of fire and FED(fractional effective dose) was performed to evaluate the life safety of the residents of the building. In the fire room, maximum temperature was about $290^{\circ}C$, maximum CO concentration was about 4,740 ppm, and the time to incapacitation of residents in fire room was about t=144 s. In the stairwell, temperature and CO concentration in the condition of openings to be open were even lower than those in it to be closed. Time to the tenability limit with respect to smoke visibility in the stairwell with openings, which was open, was shorter than that of it without openings to be open. It has been shown from this study that opening the stairwell openings is able to decrease the fire hazards to the life safety in the multi-story residential building fire.

키워드

Residential building CFD simulations Tenability limits FED Life safety