실규모의 실험용 대공간에서 연기제어에 대한 수치해석적 분석

김정엽,김지석 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.5

Because of higher floor height in a large space where a large volume of smoke reaching to hundreds of thousands CMH(m3/h) is generatedin the event of fire, coupled with difficulties with compartmentation which is important concept in smoke control design, damageto the people by smoke is inevitably increased and thus, the countermeasure to deal with it is a must. This study is intended toevaluate Murcia Atrium Fire Tests performed in Spain and numerical analysis of smoke flow in a real-scale large space was carriedout with same object. As a result of comparing the test and numerical analysis, the numerical analysis approach adopted in this studydemonstrated effective application to smoke flow analysis in a large space. Moreover, numerical analysis was further carried out whilechanging the location of smoke vents and the exhaust flow rate, and consequently smoke concentration appeared to be more dependenton exhaust flow rate than smoke vent location and smoke layer height was determined according to N% rule. 대공간은 화재발생시 높은 층고로 인하여 수십만 CMH(m3/h) 규모의 연기가 발생하고 연기제어 설계의 중요한 개념인 국한화가 곤란하기 때문에 연기로 인한 인명피해의 위험도가 증가하므로 이에 대한 대응책의 제시가 필요하다. 본 논문에서는 스페인에서 수행된Murcia Atrium Fire Tests의 실험내용을 분석하였으며, 동일한 해석대상에 대하여 실규모 대공간의 연기유동에 대한 수치해석을 수행하였다. 실험과 수치해석 결과에 대한 비교를 통해서 본 연구에서 채택한 수치해석 방안이 대공간의 연기유동 해석에 효과적으로 적용될 수 있다고 판단하였다. 그리고 동일한 해석대상에 대하여 연기제어의 인자 중 일부인 배연구 위치와 배연량을 변화시켜 가면서 수치해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 분석결과 해석대상에서는 배연량이 배연구 위치보다 대공간의 연기농도 형성에 더 큰 영향을 미치고 있으며, N% 규칙에 의해서 연기높이를 정량적으로 산출하였다.

연기제어를 위한 통합제어시스템 개발에 관한 연구

이동명,Lee, Dong-Myung 한국방재학회 2006 한국방재학회논문집 Vol.6 No.4

본 연구에서는 제연시스템의 효율성을 높이고 유연성을 주며 방재성능을 향상시킬 수 있는 통합 제어시스템을 개발하였다. 통합제어시스템의 개발을 위한 프로세스, 알고리즘 확립과 엔지니어링 데이터의 바탕으로 신뢰성이 확보된 각종 센서와 통합제어시스템을 개발하였다. 기존의 개별제어 방식에서 통합제어시스템으로 부터 중앙집중식 통합관리를 함으로서 제연시스템을 보다 정확하고 신뢰성 있는 최적의 제어기능을 얻을 수 있으며, 제연시스템에 유연성을 부과시킬 수 있을 것으로 본다. 또한 통합제연시스템의 기틀을 마련하고 제연시스템의 기능성 확보와 성능위주의 제연시스템을 구출할 수 있을 것으로 본다. This study developed integration control system that improve efficiency and give flexibility of smoke control system and can improve prevention of disasters performance. The reliable each kind sensor and of integration control system was developed by establishing the specifications, algorithms and constructing engineering data. More correct and reliable control function of optimization can be obtained by the central control from integration control system rather than the existent individual control. This sees to do to impose flexibility to smoke control system. Also, this will provide the basics of integration control system and ability security of smoke control system and can construct smoke control system of performance based.

제연구역 풍량제어를 위한 이중모드댐퍼 개발 연구

이동명(Lee, Dong Myung) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4

본 연구에서는 기존 제연설비의 문제점 개선, 화재안전기준의 충족, 제연설비의 성능극대화를 위해 제연구역의 출입문 개폐상황에 따라 화재모드와 피난모드로 구분하고, 이들 모드에 따라 송풍기의 풍량을 달리 제어하여 제연구역의 풍량을 제어할 수 있는 이중모드댐퍼 개발하였으며, 개발 댐퍼의 기능을 검증하기 위해 성능시험을 실시하였다. 화재모드의 경우, 제연구역의 풍량 제어는 송풍기 설계풍량의 약 55% 정도만으로도 화재안전기준에서 요구하는 허용차압을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 피난모드의 경우, 제연구역의 풍량 제어는 송풍기의 설계풍량 90.5%가 사용됨으로써, 제연구역의 풍량제어에 이중모드댐퍼의 유용함이 입증되었다. 이중모드댐퍼에 대한 원천기술을 확보하였다. In this study, the fire mode and evacuation mode were classified according to the door opening and closing situation of smoke control room in order to improve the problems of the existing smoke control systems, satisfy of the fire safety standards and maximize the performance of smoke control systems. The dual mode damper was developed to control flow in smoke control room by controlling flow of fan according to these modes. The development damper was tested for their performance. For fire mode, the flow control of smoke control room was able to maintain the allowable pressure differential required by the fire safety standard by only about 55% design flow of fan. For escape mode, the flow control of smoke control room is verified by using the design flow 90.5% of fan, so that the dual mode damper is useful for flow control of smoke control room. In addition, the study has acquired the original technology for a dual mode damper.

Hot Smoke Test를 이용한 주차장 환기설비의 제연 성능평가

정석환 한국방재안전학회 2019 한국방재안전학회 논문집 Vol.12 No.2

Recently, in order to overcome the difficulty of entering a fire source due to the occurrence of a large amount of smoke in the event of a fire in a parking lot, it has used that a method of discharge smoke using air supply, exhaust fans and jet fans installed for ventilation of parking lots. In this study, the variation of flow in the smoke layer was observed using CCTV under two conditions, in which only the air supply fan operates and the manned fan operates together, and the temperature around the plume was compared to Albert eq. to assess its suitability as a parking lot ventilation performance evaluation method. As a result, it was found that the smoke layer could be disturbed if the Jet Fan was operated at the same time, which could lead to the possibility of an initial evacuation disturbance. However, the additional operation of the Jet Fan has been confirmed by the observation CCTV that the emission performance is improved, which is believed to help conduct the suppression operation. The temperature around the plume was measured and compared to Alpert eq, and was analyzed to be about 2°C lower at the center axis of the plume and 9.0°C higher at 8 m in the direction of the discharge of smoke. The results of temperature measurements around the plume were lower than the maximum temperature expected in AS 4391 and did not exceed the expected temperature risk caused by the experiment. As with these results, the temperature risk from the progression of hot smoke tests is foreseeable, so it will be available as one of the general evaluation methods for assessing smoke control performance in a parking lot without relevant criteria. 주차장 화재 시 다량의 연기 발생으로 소방대원이 화점에 진입하기 곤란한 문제점을 극복하고자 최근 주차장 환기 목적으로 설치된 급 ․ 배기팬과 유인팬(Jet fan)을 이용하여 연기를 배출하는 방법을 이용하고 있다. 본 연구에서는 급배기팬만 동작하는 조건과 유인팬 이 함께 동작하는 2가지 조건에서 연기층의 유동변화를 CCTV를 이용하여 관찰하였으며, 또한 hot smoke test가 주차장 환기 성능평 가 방법으로서의 적정성을 평가하기 위해 플럼 주위의 온도를 Alpert eq.과 비교 분석하였다. 그 결과 jet fan을 동시에 동작시키는 경우 연기층이 교란될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 그로인하여 초기 피난 장애 우려가 있을 것을 것으로 분석되었다. 다만, jet fan이 추가 로 작동됨에 따라 배기성능은 향상되는 것을 관찰용 CCTV로 확인할 수 있었으며, 이는 진압전술을 펴는데 도움이 될 것으로 판단된다. 플럼 주변의 온도를 측정하여 Alpert eq과 비교한 결과 Plume 중심축에서 약 2°C 낮고 연기가 배출되는 방향으로 8 m에서는 9.0°C 높은 것으로 분석되었다. Plume 주변의 온도 측정 결과는 AS 4391-1999의 예상 최대 온도보다 낮았고 실험으로 인한 예상 온도 위험 을 초과하지 않았다. 이 결과와 같이 고온 연기 시험의 진행으로 인한 온도 위험성이 예측 가능하기 때문에 관련 기준이 없는 주차장의 연기 제어 성능 평가를 위한 일반적인 평가 방법 중 하나로 활용 가능할 것이다.

대공간의 기계배연 시스템에 대한 설계 및 수치해석적 분석

김정엽,안찬솔 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.5

Because of extended floor height in large space, smoke generated in fire would possibly reach to hundreds of thousands CMH and more difficulty in limiting the smoke than normal building requires effective smoke control system design and operation for a large space. In this study, design of mechanical smoke control for a large space was carried out based on existing design standard with regard to large space model and numerical analysis was also carried out using 3D numerical analysis method. Numerical analysis was carried out while changing flow rate of mechanical exhaust, which was followed by analysis of the result. As a result of implementing the design by incorporating major design factors including thickness of smoke layer, heat release rate, mass flow rate of plume, air supply velocity, maximum flow rate per exhaust outlet and minimum distance between exhaust outlets, total exhaust flow rate was calculated as 527,459 CMH when building height was 25 m and heat release rate of steady state was 5,275 kW. And the less the exhaust flow rate, the lower the smoke layer height and higher the smoke layer temperature. 대공간은 높은 층고로 인해서 화재시 연기 발생량이 수십만 CMH에 달할 수 있으며, 연기의 국한화가 일반 건물에 비해 어렵기 때문에 대공간에 효과적인 연기제어 시스템의 설계와 운영이 요구된다. 본 연구에서는 실제 대공간 규모의 해석모델에 대해서 현재 제시되어 있는 설계기준을 근거로 대공간의 기계배연 시스템에 대한 설계를 수행하고, 3차원 수치해석 기법을 활용하여 설계안에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 그리고 설계안의 배연량을 변경해 가며 수치해석을 수행하고 결과를 분석하였다. 연기층 두께, 발열량, 플럼의 질량유량, 공급공기의 속도, 배기구 1개당 최대유량 및 배기구간 최소거리 등의 주요 설계인자를 반영하여 설계를 수행한 결과 대공간의 건물높이가 25 m이고 정상성상의 발열량이 5,275 kW인 경우 전체 배연량은 527,459 CMH로 계산된다. 그리고 기계배연 시스템에 서 배연량이 감소하면 연기층 높이가 낮아지고 연기층의 온도가 상승한다.

다층구조 판매시설의 화재시 연기 확산 및 제어에 관한 사례연구

백열선 김천대학교 2012 김천대학교 논문집 Vol.33 No.-

Normally, it gives a huge damage on human and physical resource when a sale facility is on fire, because its fire load is heavy, and fire spreading speed is quite fast, especially when every effort to extinguish it on early stage fails. We would easily find out dangerous con-ditions in the typical shopping malls which have various goods quick to catch fire are on display, even set up highly closed to the ceiling blocking the sight. It would make fire spread easily. Besides, complex of lighting installations, lots of decorations, and HVAC and esca-lators are also built in the building. These are directly related with the cause of a fire, or the critical reason makes the disaster far worse. In case of residents they also need to be considered as parents carrying baby or the old and the infirm. So longer egress time is needed, consequently. A chaos is created when everyone attempts to escape all at once. Although it is need to be put forth a multilateral effort into developing fire safety level on shopping mall, the most important part is smoke control – [to get enough time to escape.] On this research paper, the methods are suggested by the diffusion of Smoke and con-trol, venting smoke capacity, applying the result from fire simulation program.?A specific character is regarded in sampling phase. In conclusion, this study shows that remarkable delay holding smoke diffuses onto ceiling could be effected by fire limits, etc. CFAST (ver-sion 6.0) is used for smoke movement analysis.

가압방식에 따른 승강기용 제연설비의 성능 검토

정석환(Joung, Suckhwan) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.3

본 연구에서는 Air Flow Network 프로그램인 CONTAM 3.2를 활용하여 비상용 및 피난용 승강기에 적용되고 있는 승강로 및 덕트 가압 방식의 연기제어 시스템에 대한 성능을 비교 분석하였다. 연돌 조건(온도차 30 ℃)에서 자동차압댐퍼의 손실계수값의 변화를 통해 풍량을 조절하여 부속실에 형성되는 차압을 분석하였다. 덕트 가압방식의 경우 덕트 압력에 의하여 저층부의 공기흐름이 승강로 쪽으로 유입되고 상층부는 승강로 쪽에서 승강장 쪽으로 유출되는 흐름이 형성되었다. 승강로 가압방식의 경우, 가압 공기의 흐름이 승강로에서 부속실을 경유해 부속실 방화문의 차압이 형성되는 기류 흐름을 보였다. 이로 인하여 저층부의 차압을 최저차압 이상으로 유지하는 경우 상층부의 최대차압 초과 발생 층이 많아 덕트 가압방식에 비해 상대적으로 더 많은 상부층에 과압배출 장치를 설치해야 되는 것으로 분석되었다. The pressurization of emergency or evacuation elevator shafts or duct systems during installation is used for smoke control. In this study, the performance of smoke control systems applied to emergency and evacuation elevators were compared and analyzed using the airflow network analysis program CONTAM 3.2. Under the stack effect condition (temperature difference of 30 ℃), the differential pressure formed in the vestibule was analyzed by adjusting the air volume by changing the value of the loss coefficient factor of the automatic pressure smoke damper. In the case of the duct pressurization method, the air flow in the lower floor was introduced to the elevator shaft owing to the duct pressure and the airflow in the upper floors was from the elevator shaft out to the elevator lobby. In the case of the elevator shaft pressurization method, the pressurized air passing through vestibule from the elevator shaft created a differential pressure at the fire door of vestibule. To maintain the differential pressure in the lower floor, relatively more relief dampers should be installed in the upper floors as compared to those in the duct pressurization method.

재난약자시설의 피난안전성 향상을 위한 국내·외 방연구획 관련 기준 비교 연구

김혜원(Kim, HyeWon),한지우(Han, Jiwoo),이병흔(Lee, ByeongHeun),진승현(Jin, SeungHyeon),김정엽(Kim, JungYup),권영진(Kwon, YoungJin) 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.7

건축물의 특성상 피난시간이 많이 소요되는 건축물에는 연기확산에 의한 대형 인명피해가 발생하고 있다. 이러한 건축물에는 수평 피난활동을 고려한 구획화가 필요한 실정이다. 이에 따라 국내·외 방연구획 관련 기준을 비교하였다. 그 결과 국내의 경우 방화구획을 통해 화재확산 방지를 실시하고 있지만 연기확산 방지에 대한 목적성이 미비한 실정이다. 반면 국외의 경우 연기의 확산을 제한하기 위한 목적의 방연구획을 설치하고 있다. 국내의 경우에도 이를 고려한 방연구획 관련 기준이 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 기준비교를 통해 나온 결과를 바탕으로 지침개발을 위한 목적과 방향성을 제시하였다. Buildings that require a long evacuation time cause large-scale casualties through smoke spread. Therefore, such buildings are required to have compartmentalization as a consideration for horizontal evacuation. For this reason, we compared the Korean domestic and foreign standards for smoke compartments. In Korea, fire spread occurs through fire compartments, but for the purpose of protecting against smoke spread, a fire compartment is insufficient. Foreign countries install smoke compartments for the purpose of restricting smoke spread. Therefore, in Korea, establishing a standard for smoke compartments is necessary. In this study, we suggest a new purpose and direction for the development of a smoke compartment standard based on the results obtained from examining domestic and foreign standards.

국내의 연기제어 관련 소방법과 건축법의 변천과정에 관한 연구

김혜원 ( Kim Hye-won ),진승현 ( Jin Seung-hyun ),권영진 ( Kwon Young-jin ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.17 No.1

These days the buildings are getting higher, bigger, and in a deep. According to that, it was the Large-Scale casuality by smoke from Daeyeongak Hotel fire in 1971 to Uijeongbu apartment fire in 2015, and the law of smoke control has consistently changed. but the analysis for improving the law isn` t working. Therefore on this study, it conducts the analysis of historical comparative about smoke control and it will present the basic data for improving the law of smoke control and in-depth analysis.

물류창고의 배연설비 기준 개선을 위한 국내·외 배연설비의 설계 방법에 따른 연기하강시간 예측에 관한 연구

허예림 ( Hun Ye-rim ),김윤성 ( Kim Yun-seong ),진승현 ( Jin Seung-hyun ),구인혁 ( Koo In-hyuk ),권영진 ( Kwon Young-jin ) 한국건축시공학회 2022 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.2

Recently, fires in logistics warehouses in Korea are continuously increasing. In addition, the need for fire safety in logistics warehouses is emerging. So, it is believed that it is necessary to establish standards for vent facilities under effective smoke control for the evacuation safety of residents in logistics warehouses. Therefore, this paper compares the standards related to combustion facilities in Korea, the United States, and Japan, and applies the design method to logistics warehouses of domestic materials to predict smoke drop time and use it as a basic data for improving domestic smoke facilities standards.