Assessment of the Usefulness of the Water Spray for Fire Extinguishing in Case of Fire in Tunnels

터널 화재시 수분무 소화설비의 효용성 평가

  • Published : 2008.12.31

Abstract

In this study, we conducted an FDS numerical simulation for the purpose of carrying out a basic assessment of the usefulness of the water spray for fire extinguishing. We analyzed the effect of securing the stability in temperature and smoke density in case of fire according to fire intensities (20MW, 50MW) and changes in wind speed. When there was no wind speed in tunnels, it was effective in securing the safety of people because the cooling effect of the water spray system had an excellent effect on reducing temperatures and smoke densities there. The higher a fire intensity is, the less effect it has on reducing smoke flows. When an air current exists in tunnels, its cooling effect disturbs the smoke stratification and lowers the visibility degree during evacuation. Therefore, the water spray for fire extinguishing should be put into action only after people take shelter during fire.

본 연구는 수분무 소화설비의 효용성에 대한 기초평가를 수행할 목적으로 FDS 수치시뮬레이션을 수행하였다. 화재강도(20MW, 50MW) 및 풍속의 변화에 따른 화재시 온도 및 연기농도에 대한 안전성 확보 효과를 분석하였다. 터널내 풍속이 없는 경우 수분무는 냉각효과에 의한 온도 및 연기농도 감소효과가 아주 우수하여 대피자의 안전성 확보에 효과적이었다. 화재강도가 커질수록 연기이동 억제효과는 감소한 결과를 나타났다. 또한 터널내 기류가 존재하는 경우에는 냉각효과에 의해서 연기의 성층화를 교란하며, 대피시 가시도를 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 수분무 소화설비는 화재발생시 대피자가 대피한 후에 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Y. Wu, "Assessment of the Impact of Jet Flame Hazard from Hydrogen Cars in Road Tunnels", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol.16, Issue 2, pp.246-254(2008) https://doi.org/10.1016/j.trc.2007.08.001
  2. 김운형, 김종훈, 박승민, 김태수, 민인홍, 전동일, 김상욱, "지하구 미분무수 소화설비 적용에 관한 연구", 한국화재.소방학회, Vol.16, No.1, pp.66-76(2002)
  3. Haukur Ingason, "Model Scale Tunnel Tests with Water Spray", Fire Safety Journal, Vol.43, Issue 7, pp.512-528(2008) https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2007.12.002
  4. 황철홍, 김한수, 이창언, 장영남, 신현준, "도로터널에서 자연풍에 의한 미세물분무의 화재제어 특성에 관한 수치해석 연구", 한국화재소방학회논문지, Vol.22, No.3, pp.221-227(2008)
  5. 건설교통부, "도로터널 방재시설 설치지침"(2004)
  6. Kevin McGrattan and Glenn Forney, "Fire Dynamics Simulator(Version 4) User's Guide"(2005)
  7. T.G. Ma and J.G. Quintiere, "Numerical Simulation of Axi-symmetric Fire Plumes: Accuracy and Limitations", Fire Safety Journal, Vol.38, pp. 467-492(2003) https://doi.org/10.1016/S0379-7112(02)00082-6
  8. H.R. Baum and B.J. MaCaffery, "Fire Insuced Flow Field-Theory and Experiment", Fire Safety Science Proceedings of the Second International Symposium, pp.129-148(1989)
  9. V. Novozhilov, D.J.E. Harvie, J.H. Kent, V.B. Apte, and D. Pearson, "A Computational Fluid Dynamics study of Wood Fire Extinguishment by Water Sprinkler", Fire Safety Journal, Vol.29, pp.259-282(1997) https://doi.org/10.1016/S0379-7112(97)00027-1