초고층 건축물의 계단실 내부를 수직 상승하는 플룸의 상승시간에 관한 수치해석적 연구

• 영문명: Numerical Study on Vertically Rising Time of Plumes in Stairwells of High-rise Buildings
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김두영(Kim, Doo-young) 안찬솔(Ahn, Chan-sol)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 20권2호, 153~162쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.04.30

국문 초록

매스컴에서는 초고층건축물에 화재가 발생할 경우 화재에 대한 취약점과 재실자들의 안전한 피난에 대한 문제점을 제기하고 있다. 그리고 최근에 발생된 지진과 같이 예측하지 못한 자연재해가 빈번하게 나타나서 대도시에서 안전에 대한 잠재적인 위험성이 증가하고 있다. 만약에 안전설계하중을 넘는 큰 규모의 지진이 다시 발생하여 화재가 발생하면 피난자들의 심각한 인명피해가 야기된다. 이번 연구에서는 초고층건축물 내부에 위치한 계단실을 실제 크기의 몇 가지 모델로 대표하였고, 발화원에서 발생된 고온의 플룸이 수직 상승하는 특성을 FDS를 이용해 수치해석적으로 분석하였다. 이를 통해 발열량 크기의 영향과 중간층 환기량의 영향을 분석하였고, 계단실 내부에서 수직으로 상승하는 화재연의 선단이 층별로 도달하는 시간을 분석하였다. 또한 제한된 공간인 계단실 내부에서 수직상승하는 플룸의 특성을 개방된 공간에서 수직 상승하는 플룸의 특성과 비교하기 위해 McCaffrey (1979)의 empirical line을 사용하여 비교분석하였다. 수치해석을 통해 분석된 화재연 선단의 상승시간 결과를 이용하여 일반적인 초고층 건축물의 계단실에서 화재연이 상승하는 시간을 예측할 수 있도록 실험적 관련식을 도출하여 제시하였다.

영문 초록

The vulnerabilities of high-rise buildings to fires and the safe evacuation of the occupants therein have been consistently highlighted in the media. Unexpected natural disasters that occur frequently such as earthquakes increase the potential risk in large cities. If an earthquake with a magnitude that exceeds the load for safety design occurs and causes a fire in a high-rise building, it would lead to serious casualties among the occupants evacuating the building. This study represented the stairs in high-rise buildings using several full-scale models and examined the characteristics of a high temperature plume rising vertically from the ignition source using numerical analysis with Fire Dynamics Simulator (FDS). We analyzed the effects of calorific value and ventilation in the middle floors and examined the time taken by a plume rising vertically from the stairs to reach each floor. Furthermore, the empirical line suggested by McCaffrey (1979) was used to compare the characteristics of a plume rising vertically inside stairs and in a limited space with those of a plume rising vertically in an open space. Based on the time taken by a plume front to rise, which is calculated based on numerical analyses, this study identified and suggested an experiment equation to make it possible to predict the time taken by a plume to rise from the stairs in a typical high-rise building.

목차

1. 서 론

2. 초고층 계단실 수치해석 모델링 설명

3. 결과비교 및 고찰

4. 결 론

References

키워드

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