Revision of the Input Parameters for the Prediction Models of Smoke Detectors Based on the FDS

Hyo-Yeon, Jang; Cheol-Hong, Hwang

doi:2017.31.2.44

Fire Sci. Eng. > Volume 31(2); 2017 > Article

Fire Science and Engineering 2017;31(2):44-51.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2017.31.2.044 Published online April 30, 2017.

FDS 기반의 연기감지기 예측모델을 위한 입력인자 재검토

장효연, 황철홍

¹대전대학교 소방방재학과
²대전대학교 소방방재학과

Revision of the Input Parameters for the Prediction Models of Smoke Detectors Based on the FDS

Jang Hyo-Yeon, Hwang Cheol-Hong

¹Department of Fire and Disaster Prevention, Daejeon University
²Department of Fire and Disaster Prevention, Daejeon University

요약

성능위주 소방설계(PBD)의 과정에서 요구피난시간(RSET) 산정의 신뢰성을 확보하기 위해서는 화재시뮬레이션을 이용한 정확한 연기감지기 작동시간 예측이 필수적이다. 본 연구의 목적은 FDS 기반의 연기감지기 수치모델에서 요구되는 입력인자의 정확도를 개선시키는 것이다. 이를 위하여 선행연구에서 적용된 화재감지기 시험장치(FDE)의 개선이 이루어졌다. 구체적으로 FDE 내부의 유동 및 연기농도 균일성이 개선되었으며, 연기입자의 전방산란 저감을 통해 감지기가 작동되는 순간의 정확한 광 소멸률이 측정되었다. 개선된 FDE를 이용한 입력인자는 기존 결과와 정량적으로 상당한 변화를 보이고 있으며, 이온화식 감지기에 비해 광전식 감지기에서 더 큰 차이가 확인되었다. 연기감지기의 작동조건은 감지기 종류, 가연물, 연기입자 및 색상에 따라 큰 차이가 발생됨을 고려할 때, PBD의 신뢰성을 향상시키기 위하여 향후 연구에서는 보다 다양한 감지기 및 가연물에 대한 입력인자 DB가 구축되어야 할 것이다.

Abstract

Accurate predictions of the activation time for smoke detectors using a fire simulation is are required to ensure the reliability of the RSET (Required Safe Egress Time) calculation in the process of PBD (Performance-Based Design). The objective of this study was to enhance the accuracy of input parameters for the numerical models of smoke detector based on the FDS. To this end, a Fire Detector Evaluator (FDE) developed in previous studies was improved. The uniformities of flow and smoke inside the FDE were improved and accurate measurements of the obscuration per meter (OPM) related to detector operation were also performed through a decrease in the forward scattering of smoke particles. The input parameters using the improved FDE showed a significant difference from the previous FDE quantitatively. In particular, a larger difference was found in a photoelectric detector compared to an ionization detector. Considering that the operating conditions of smoke detectors are affected by the detector type, combustibles, smoke particulars, and color, the database (DB) on the input parameters for various detectors and combustibles should be built to improve the reliability of PBD in future studies.

Key Words: Fire Dynamics Simulator (FDS), Fire Simulation, Smoke Detector, Performance-Based Design (PBD)