A Study on the Smoke control Design parameter of Large Volume space by Fire Dynamic Simulation

화재 시뮬레이션(FDS)을 이용한 대형공간의 제연 설계인자에 관한 연구

Abstract

Performance-oriented design has been introduced in fire protection design, and various efforts have been made to minimize the damage caused by fire in the design stage. We conducted a study to provide information for reasonable design factors using a Fire Dynamic Simulation code provided by the NIST on boundary width and amount of supply. This paper shows that using a living-room air-supply system in a large space and dividing the space by a ventilation boundary are the two factors that are considered to have the greatest influence on the design of the living room ventilation. The results show that for performance-based design, the width of the ventilation boundary is designed to be the maximum limit in the initial design. It is judged that reasonable air volume determination should be made through various methods.

최근 소방설계에서 '성능위주설계'가 도입되면서 설계 단계에서부터 현장에서 화재에 의한 최소한의 피해를 목적으로 다양한 노력을 기울이고 있다. 그러나 성능위주의 설계를 위한 다양한 노력에도 불구하고 설계엔지니어들에게 제연설비의 화재안전기준에서 제시하는 법령기준이 각 설계인자의 최소 설정한계를 제시하는 가이드가 된다. 이러한 법령기준은 최소한의 기준을 제공하는 것이기 때문에 다양한 상황의 건물과 더 다양한 변수를 고려해야하는 설계 엔지니어들에게 세밀한 가이드를 제공할 수는 없기 때문에 복합적인 상황에서 어떤 인자가 화재 시 안전에 더 영향을 많이 미칠 것인지 미리 인지하고 상황에 따라 인자들을 상호 조절할 수 있는 설계정보가 필요하다 할 것이다. 본 논문에서는 대공간에서 거실급배기방식을 사용하고 제연경계에 의하여 구획이 되어 있는 경우, 배연량을 법정 배연량으로 고정한 상태에서 거실제연 설계에 가장 영향을 많이 미칠 것으로 판단되는 두 가지 인자인 제연경계의 높이와 급기량을 대상으로 미 NIST에서 제공하는 화재시뮬레이션(Fire Dynamic Simulation) 코드를 이용하여 설계인자들에 대한 합리적인 설계를 위한 정보를 제공하기 위한 연구를 수행하였다. 성능위주설계를 위해 초기설계에 제연경계의 높이를 최대한계로 설계한 후 시뮬레이션 등의 다양한 방법을 통한 합리적인 풍량 결정이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Fig. 2. Result of basic simulation at 100sec

Fig. 3. Result of smoke boundary limit test

Fig. 4. Result of smoke movement

Fig. 5. Main effect of smoke boundary

Fig. 6. Main effect of air volume

Fig. 1. Floor plan

Table 1. Floor information

Table 2. Air distribution

Table 3. Fire model information

Table 4. Boundary Condition

Table 5. Simulation Condition

Table 6. Simulation Result