Effects of Radiation Heat Transfer on the Fire in an Atrium

Kyung-Beom, Yoon; Hee-Chul, Chang; Tae-Kuk, Kim

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2007;21(4):18-24.
Published online December 31, 2007.

아트리움 공간에서 화재발생시 복사열전달의 영향 분석

윤경범, 장희철, 김태국

¹중앙대학교 기계공학부 대학원²중앙대학교 기계공학부 대학원³중앙대학교 기계공학부

Effects of Radiation Heat Transfer on the Fire in an Atrium

Yoon Kyung-Beom, Chang Hee-Chul, Kim Tae-Kuk

요약

본 연구는 아트리움 방호공간에서 화재발생시 복사열전달의 유무에 따른 유동장 및 온도분포의 예측을 목적으로 수치해석을 수행하였다. 화재모델로 Field 모델을 사용하였으며 난류 모델로 SIMPLE 알고리즘이 적용된 표준 $k-{varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 복사열전달 해석에 필요한 복사물성치의 계산은 속도를 단축하며 정확성을 유지하는 WSGGM-RG를 사용하였다. 난류유동장과 복사열전달의 계산은 자체 개발된 CCRHT-3D 프로그램을 사용하였다. 해석결과에 의하면 화재지점을 제외하고 아트리움의 천장부가 높은 온도분포로 나타났다. 유동과 온도의 분포가 출입문 방향으로 편향되고 화재의 위치에서 아트리움의 천장과 벽에 가까워질수록 온도가 낮아지는 경향을 보였다. 이러한 결과는 천장 스프링클러헤드의 작동 시점을 예측하는데 복사열의 영향이 크다는 것을 의미하게 된다.

Abstract

The purpose of this study is focussed on the numerical predictions of temperature distribution by radiation heat transfer in atrium fire using the field fire model and the CCRHT-3D code. This code uses standard $k-{varepsilon}$ turbulent model with SIMPLE algorithm and weighted sum of gray gases model regrouping(WSGGM-RG). The WSGGM-RG calculates radiative properties on the reduced computational loads while reserving the accuracy. The numerical results show that lower temperature distributions on the wall and the top ceiling wall can be obtained by considering radiative heat transfer. The temperature on the top ceiling wall can be an important parameter in predicting the operating condition of the sprinkler head.

Key Words: Atrium, CCRHT-3D, Radiative heat transfer, Standard $k-{varepsilon}$ Model, WSGGM-RG