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Fire Sci. Eng. > Volume 38(6); 2024 > Article
구획 화재에서 개구부 형상에 따른 분출 화염 특성에 대한 수치해석 연구

요 약

본 연구에서는 구획실 개구부의 형상 특성이 분출 화염의 형성과 구획실 외부로의 열복사 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 FDS를 이용한 수치해석 연구를 수행하였다. 2/5 크기로 축소된 ISO 9705 표준 구획실에 대한 기존의 실험 결과와의 비교를 통해 해석의 유효성을 확인한 후, 출입문의 종횡비와 바닥 면으로부터의 위치를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 화재 발열량이 341 kW인 경우 표준 크기의 개구부에서 분출하는 화염이 1 m 떨어진 벽면에 일반 가연물의 임계값을 상회하는 열유속을 발생시켰다. 개구부의 폭을 1/4로 감소시킨 경우, 분출 화염의 유동이 상부 벽면 방향으로 휘어져 진행함에 따라 표준 개구부 경우에 비해 3배 이상 높은 최대 열유속이 예측되었다.

ABSTRACT

In this study, numerical analysis using FDS was conducted to analyze the effect of the opening configuration of the compartment on the formation of the ejected flame and thermal radiation characteristics outside the compartment. After validating the analysis by comparisons with previous experimental results for the 2/5 scaled ISO 9705 standard compartment, numerical calculations were performed by altering the aspect ratio of the opening and the position from the bottom surface. At a fire heat release rate of 341 kW, the flame ejected from the standard-sized opening generated a heat flux that exceeded the critical value of general combustibles on a wall 1 m away. When the width of the opening was reduced to 1/4, the flow of the ejected flame bent toward the upper wall, generating a maximum heat flux that was more than three times higher than that of the standard opening.

1. 서 론

건축물 내부 구획(compartment)에서 발생하는 화재가 개구부를 통해 외부로 분출하여 다른 구획이나 건축물 외부로 전파되면 보다 큰 재난으로 발전할 수 있다. 구획 화재의 특성에 영향을 주는 중요한 요소로는 구획의 공간, 화재 하중, 개구부의 형상 및 환기 조건 등이 있다. 구획 화재가 초기에 진압 또는 억제되지 않으면 플래시오버(flash over) 단계를 거쳐 전실 화재로 진행되면서 화재실 내부의 산소를 빠르게 소진시킨다. 이때 화염은 산소를 공급받고 반응을 유지하기 위해 화재실 외부로 분출하게 된다. 분출 화염은 고온의 플럼 유동과 복사열을 통해 다른 구획이나 인접 건축물로 화재를 전파할 수 있다.
구획 화재의 특성을 이해하는 것은 건축물의 화재 방재를 위해 필수적이므로 오래전부터 많은 연구가 진행됐다. Quintiere 등(1)과 Beyler(2)는 구획 화재에 관한 초기의 연구를 수행하였으며 공기 유입과 화재 성장 특성, 환기 조건에 따른 화염 및 연소 가스 발생 특성 등을 설명하였다. 미국의 표준과학기술원(NIST)에서는 ISO 9705 구획실을 대상으로 축소 규모(3) 및 실규모(4) 화재 실험을 수행하고 다양한 연료 및 환기 조건에 대해서 내부 온도 분포 및 열유속, 연소 가스 농도 분포, 분출 화염 특성 등에 대한 광범위한 데이터를 제공한 바 있다. 이와 같은 데이터는 구획 화재와 관련한 여러 연구에서 활용되었는데, Ko 등(5)은 총괄당량비에 근거한 환기부족 조건의 검증과 fire dynamics simulator (FDS)의 연소가스 예측성능 평가를 위해 이 데이터(3)를 활용한 바 있다. 또한 개구부 특성의 영향과 관련해서, Mun 등(6)은 NIST의 데이터(4)를 기초로 광범위한 수치해석 연구를 진행하였는데, ISO 9705 구획실 출입문의 형상을 조절하면서 화재실 내부의 온도 분포 및 연소 가스 분포 등을 비교 분석하였다. 해석 결과는 출입문 종횡비의 감소가 공기 유입량과 개구부에서의 속도장에 변화를 주며 구획 내부의 온도와 화염길이를 감소시키고 불완전 연소를 촉진시키는 것을 보여주었다. 한편, Park 등(7)은 구획실 천정부에 설정한 수평 개구부의 면적이 실내 온도 분포 및 유동 특성에 미치는 영향을 분석하는 수치해석 연구를 수행하였다. 그들의 해석은 개구부 면적이 제한된 경우 화재 크기가 증가함에 따라 구획실 내부 온도가 증가하고 천정 개구부에서의 유동 속도도 함께 증가하는 결과를 보여주었다. Yun과 Hwang(8)은 잘 제어된 실험 연구를 통해 개구부 크기에 따라 화재실 내부의 액체 연료의 연소율이 영향을 받는 현상을 설명하였다. 즉, 동일한 구획 및 화원 크기에 대해서 개구부 면적이 작을수록 액체 가연물의 초기 연소는 촉진되지만 전체의 화재성장률, 열방출량은 제한되는 결과를 보여주었다. 또한, Shin 등(9)은 개구부 분출화염에서 방사되는 복사열에 의한 화재확대 위험성 평가를 위한 해석적 모델을 제시한 바 있다. 그들의 모델은 구획실의 크기, 온도, 개구부 크기, 화원의 열방출률을 이용하여 플래시오버 이후 조건에서 분출화염의 형상을 도출하고 이를 바탕으로 특정 위치에서의 복사열을 추정할 수 있도록 유도되었다.
본 연구에서는 구획실 개구부의 형상 및 위치가 분출 화염의 형성과 구획실 외부로의 열복사 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 FDS를 이용한 수치해석 연구를 수행하였다. 먼저 2/5 크기로 축소된 ISO 9705 표준 구획실에 대한 기존 실험 결과(3)와의 비교를 통해 해석의 유효성을 확인한 후, 출입문의 종횡비와 바닥 면으로부터의 위치를 변화시켜 수치해석을 수행하였으며 출입문에서의 온도 분포, 인접 벽면에서의 열유속 분포 등을 비교 분석하였다.

2. 수치해석 조건

본 연구에서는 구획실 개구부 특성에 따른 화재 현상을 해석하기 위해 fire dynamics simulator (FDS, ver. 6.7.0)를 사용하였다. 해석 결과의 유효성 검증과 해석 조건의 도출을 위해 미국 표준과학기술원(NIST)에서 수행된 실험 결과(3)를 사용하였다. 화재 실험은 2/5 비율로 축소된 ISO 9705 화재실에 대해서 수행되었는데, 본 연구에서는 분출 화염의 거동과 열유속 특성을 분석하기 위해서 개구부 방향으로 외부 공간을 확장하여 해석 도메인을 설정하였다. Figure 1에 나타낸 바와 같이 화재실의 크기는 1.5 m × 1.0 m × 1.0 m로 길이 비율로 볼 때, ISO 9705 화재실의 40% 크기이다. 화재실의 바닥 중심에 0.25 m × 0.25 m × 0.1 m 크기의 화원이 있으며 연료는 헵탄(C7H16)이다. 또한, 화재실 내부 온도와 화원 앞뒤 바닥에서의 열유속 측정 위치에 대한 좌표를 나타내었다. 한편 본 연구에서는 분출 화염에 의한 화재실 외부로의 열방출 특성을 분석하기 위해서 개구부의 상부와 개구부에서 1.0 m 떨어진 지점(x = 2.5 m)에 벽면을 추가로 설정하였다. 화재실 내부 벽면은 실험과 같이 세라믹 섬유 재질의 보드로 설정하였으며(3) 본 해석에서 추가로 설정한 외부 공간의 경우 바닥과 개구부 상부 및 x = 2.5 m의 경계는 벽면 조건, 그 외의 경계는 개방(open) 조건으로 설정하였다.
Figure 1
Schematics of the computational domain.
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Table 1에 본 연구에서 설정한 개구부 형상 특성을 정리하였다. OS01 조건은 ISO 9705 구획실의 개구부 비율과 일치하며 화재 실험(3)과 같은 크기이다. OS02와 OS03은 개구부 폭을 각각 1/2, 1/4로 감소시킨 경우이고, OS04와 OS05는 높이를 1/2로 줄이고 위치를 다르게 한 경우이다. 각각의 경우 종횡비와 환기 계수를 함께 나타내었다.
Table 1
Dimensions of Opening Configurations
Opening Shape # Width (m) Height (m) Bottom Height (m) Aspect Ratio (W/H) A √(H) (m2.5)
OS01 0.5 0.8 0.0 0.63 0.36
OS02 0.25 0.8 0.0 0.32 0.18
OS03 0.125 0.8 0.0 0.16 0.09
OS04 0.5 0.4 0.0 1.25 0.13
OS05 0.5 0.4 0.4 1.25 0.13

3. 결과 및 고찰

3.1 해석 모델의 유효성

화재 거동 및 개구부 형상 특성을 분석하기 전에 해석 모델의 유효성을 검증하기 위해 실험 조건 및 주요 측정값(3)과의 비교를 진행하였다.
Figure 2는 본 연구에서 검토한 선행 실험(3)에서 측정한 열방출율 데이터와 FDS 해석 결과를 함께 나타낸 그림이다. 실험에서 측정한 열방출율에 근거하여 계산한 화원 표면의 연료 소모량을 화재 해석의 입력 조건으로 사용하였으며 그 결과가 실험 결과를 잘 모사하고 있다. 실험 결과를 보면 정상 상태의 평균값을 기준으로 148 kW, 246 kW와 341 kW의 세 가지의 화재 크기 조건을 검토하였다. 148 kW는 과환기 조건으로 화염이 화재실 내부에 형성되었으며, 341 kW의 경우 일부의 화염이 출입구 상부로 분출하는 것을 관찰하였다(3). FDS 해석 격자의 크기(δx)는 격자 의존성 테스트와 화원의 특성 길이(D*) 비교 방식(10)을 동시에 고려하여 0.033 m의 정육면체로 구성하였다. 148~341 kW의 열방출율 조건에서 격자 크기에 대한 특성길이의 비율(D*/δx)은 13.5~18.8로써 적절한 범위에 있으며 이때 총 격자수는 약 12만 개다.
Figure 2
HRRs measured in experiments(3) and calculated based on its fuel consumption rate.
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Figure 3Figure 1에 제시된 화재실 내부 측정점에서의 온도와 열유속에 대해 실험값(3)과 해석값을 비교한 그림이다. 그림에 나타낸 실험 및 해석값은 Figure 2에 표시한 각 열방출율의 정상 상태 시간 동안의 평균값이다. 열방출율이 증가함에 따라 상부 온도, 하부 온도, 바닥으로의 열유속이 모두 증가하는 경향을 보였다. 상부 온도의 경우 내부 벽면 근처(near inner wall)에 비해 개구부 근처(near door)의 측정점에서 더 높은 온도를 나타내었다. 열방출율이 148~341 kW로 변하는 동안 상부 측정점에서의 온도를 비교하면 내부 벽면 근처에서는 718~1125 ℃, 개구부 근처에서는 831~1230 ℃로 증가하였다(3). 하부 온도와 바닥 열유속의 경우도 유사한 경향을 보이지만 화재실 내부 앞뒤 위치에 따른 차이는 크지 않은 것으로 나타난다. 해석 결과를 살펴보면 상부 온도의 예측값은 내부 벽면측이 679~1020 ℃, 개구부측은 739~1140 ℃로 실험값에 비해 다소 낮게 예측하고 있으나 증가하는 경향은 잘 반영하고 있으며 하부 온도와 열유속의 경우에는 실험값과 큰 차이를 보이지 않았다. 이러한 비교를 통해 본 연구에서 설정한 해석 모델과 조건이 구획실 화재 실험을 적절하게 모사하고 있음을 확인하였다.
Figure 3
Comparison between measurements(3) and predictions for the temperature at upper and lower measuring points and the heat flux to the bottom.
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3.2 열방출율에 따른 화재 거동 특성

Figure 4는 표준 개구부의 경우(OS01)에 대해서 화재실과 개구부를 가로지르는 중심 단면(y = 0.5 m)에서의 온도 및 속도장을 보여주고 있다. 또한 점선은 화학양론의 혼합분율(mixture fraction, Zstoi) 위치를 표시하고 있는데, 화염면의 위치를 추정하기 위해 표시하였다. 여기 나타낸 결과는 Figure 2에 표시된 정상 상태 시간에 대한 평균값이다. 전체적인 가시성을 위해 100 ℃ 이하의 영역은 색깔을 표시하지 않았다. 개구부 아래쪽에서 들어오는 찬 공기가 화원에 유입된 후 화재 플럼을 형성하며 상승하고 천정으로 따라 이동하여 개구부 상부로 빠져나가는 전형적인 구획 화재의 유동을 보여주고 있다. Figure 4(a)는 열방출율이 148 kW의 경우로 화원 근처에서 1000 ℃에 이르는 고온 부분이 존재하지만 상승 플럼에 찬 공기가 유입됨에 따라 상층부에서는 700 ℃ 정도로 냉각된 후 화재실 외부로 흘러 나간다. 341 kW의 Figure 4(b)를 보면 화재실 상층부의 대부분의 영역이 1000 ℃ 내외의 온도를 나타내고 있으며, Zstoi 결과는 출입구 상부를 통해 화염의 일부가 방출되고 있음을 보여준다. 여기서는 시간에 대한 평균값을 보여주고 있어 과도적인 현상을 표현할 수 없으나, 실제의 해석 결과는 화염의 방출과 미방출이 번갈아 나타나는 모습을 보여주었다.
Figure 4
Time-averaged temperature and velocity distribution at y = 0.5 m section for the standard opening case (OS01 case).
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Figure 5(a)는 표준 개구부의 경우(OS01)에 대해서 개구부 중심 위치의 평균 온도에 대한 수직 분포를 보여준다. 찬 공기가 유입되는 하부 영역의 낮은 온도와 플럼 유동이 방출되는 상부의 고온 부분을 명확하게 확인할 수 있다. 화재의 열방출율이 증가함에 따라 전체적인 온도 분포도 증가하고 있으며 최고 온도는 148 kW의 경우에는 565 ℃이고, 341 kW의 경우 약 920 ℃로 예측되었다. Figure 5(b)는 표준 개구부의 경우(OS01)에 대해서 개구부에서 1.0 m 떨어진 벽면(at x = 2.5 m)으로 유입되는 열유속의 수직 분포를 보여준다. 화재 발열량의 상승에 따라 유입 열유속이 크게 상승하는 결과를 보여주고 있다. 148 kW의 경우 10 kW/m2 이하의 열유속을 나타내는데, 341 kW의 경우에서는 최대 25.0 kW/m2 의 열유속을 보여주었다. 일반적인 가연물의 임계열유속(critical heat flux)이 10~20 kW/m2 정도(11)임을 고려한다면 분출화염이 발생하는 경우 화재실 외부로의 화재 전파 위험성이 크게 상승함을 예견할 수 있다. Figure 5(c)는 개구부 위쪽 벽면(at x = 1.5 m)으로의 열유속 수직 분포를 보여준다. 화재 발열량 증가에 따라 유입 열유속의 크기도 비례하면서 증가하는 경향을 보여주지만, 341 kW의 열방출율에서도 최대 9.4 kW/m2의 열유속 값을 나타내어 Figure 5(b)와 비교하면 개구부 상부 벽면으로 화재 전파 가능성은 다소 낮다고 판단할 수 있다.
Figure 5
Predicted vertical profiles of (a) the temperature at the center of opening, (b) the heat flux to the outer wall (x = 2.5 m), and (c) the heat flux to the wall above opening for the OS01 case.
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3.3 개구부 형상에 따른 영향

Figure 6은 148과 341 kW의 화재 발열량에 대해서 개구부의 형상에 따라 개구부 중심 위치의 평균 온도에 대한 수직 분포를 비교하고 있다. 148 kW의 열방출율에서 표준 크기 개구부의 경우에 비해 다른 형상의 개구부에서 분출 온도가 크게 상승한 것을 볼 수 있다. 개구부의 폭을 1/2과 1/4로 줄인 OS02와 OS03의 경우는 700~800 ℃의 분출 유동이 비교적 두껍게 형성되고 있으며 개구부 높이를 1/2로 줄인 두 경우(OS04와 OS05)도 개구부에서의 피크 온도가 거의 800 ℃에 이르는 결과를 보여주고 있다. 표준 개구부에 비해 면적이 감소하게 되면서 공기 유입량이 감소하기 때문에 화염이 산소를 찾아 개구부쪽으로 이동하는 것으로 보이며 이 결과 외부로 분출되는 화염 또는 플럼 유동의 온도가 증가하는 것으로 생각된다. 341 kW의 경우 개구부 형상에 따라 온도 프로파일의 모양에 차이는 보이지만 최대 온도는 거의 900~1000 ℃ 범위에서 형성되고 있음을 알 수 있다. 세부적으로 보면, 개구부 폭이 감소하는 경우(OS02와 OS03)가 높이가 감소하는 경우(OS04와 OS05)에 비해 최고 온도도 높고 그 온도 폭도 넓게 형성되고 있음을 알 수 있다.
Figure 6
Predicted vertical profiles of the temperature at the center of opening for the various opening shapes.
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Figures 78은 개구부 형상에 따라 달라지는 화재 거동에 대한 해석 결과를 보여주고 있다. 그림은 모두 341 kW의 화재 발열량에 대한 시간평균 온도 및 속도 분포, 화학양론 혼합분율(Zstoi)을 보여주고 있으며 표준 개구부에 대한 Figure 4(b)의 그림과 비교할 수 있다. Figure 7(a)는 개구부 폭을 1/2로 감소한 경우(OS02)로써 Figure 4(b)와 비교하면, 화재실 내부의 거의 전체가 1000 ℃가 넘는 온도를 보여주고 있으며 고온의 플럼 유동이 외부로 분출하여 화재실 외부로 퍼져 나가고 있는 모습이다. Figure 7(b)는 표준 개구부에 비해 1/4의 폭을 갖는 개구부의 경우(OS03)로써 화재실 내부 온도분포는 OS02의 경우뿐만 아니라 표준 개구부의 경우(OS01) 보다도 다소 낮게 형성되고 있다. 이는 개구부 면적의 감소로 인해 환기에 제한이 발생하여 화재실 내부에서의 반응량이 감소하기 때문으로 생각할 수 있다. 화재실 내부에서 반응하지 않은 미연소 연료는 화재실 외부로 분출하여 산소를 공급받아 연소하게 된다. 또한 화재실로 유입되는 환기량의 감소는 상부 분출 유동의 수평 방향 운동량을 감소시키고 결과적으로 분출 화염이 위쪽 방향으로 더 휘어지는 결과로 나타내게 되었다. 분출 화염이 위쪽 방향으로 휘어지는 경향성은 Figure 8에 보여지는 바와 같이 개구부 높이를 줄인 두 경우에서 더욱 잘 보인다. Figure 8(a)는 표준 개구부에 비해 1/2의 높이를 갖는 경우(OS04)의 결과를 나타내는데 화재실 내부의 온도 정도는 앞서 살펴본 OS03의 경우와 유사하지만 개구부를 나선 분출 화염이 바로 위쪽으로 휘어져 벽면을 따라 온도장이 형성되는 모습을 보여주고 있다. 이 경우는 다른 경우에 비해 천정에서 개구부 상단까지의 거리가 더 멀기 때문에 천정에서 충돌한 화재 플럼 유동이 벽면을 따라 하강한 후 외부로 분출하게 됨으로 수평 방향의 운동량이 더 작아지고 이로 인해 분출 화염이 휘어지는 정도가 가장 큰 것으로 판단된다. Figure 8(b)는 1/2 높이의 개구부가 화재실 바닥에서 0.4 m 위쪽에 위치하는 경우(OS05)에 대한 온도 및 속도장을 보여주는데, 개구부의 위치가 개구부보다는 창문에 해당한다고 볼 수 있다. 개구부의 하부로 유입되는 공기 흐름이 바닥으로 향하여 충돌 후 일부는 개구부 하부 벽면에서 재순환되며 일부는 화원으로 향해 이동하여 반응에 참여하고 플럼 유동은 개구부의 위쪽으로 분출되고 있다. 이 경우에서도 유입되는 공기량이 표준 개구부의 경우보다 작기 때문에 분출 유동의 운동량이 감소하므로 화재실 외부의 플럼 유동이 벽면을 따라 상승하는 모습을 보여주게 된다.
Figure 7
Time-averaged temperature and velocity distribution at y = 0.5 m section for the narrow width opening cases (OS02 and OS03 cases).
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Figure 8
Time-averaged temperature and velocity distribution at y = 0.5 m section for the low height opening cases (OS04 and OS05 cases).
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Figure 9는 개구부에서 1.0 m 떨어진 벽면(at x = 2.5 m)으로 유입되는 열유속의 수직 분포에 대해 개구부 형상에 따라 비교하고 있다. 먼저 148 kW의 열방출율 조건에서는 모든 경우에서 10 kW/m2 이하의 열유속을 보여주는데, 표준 개구부의 경우(OS01)와 비교할 때, 폭이 1/4로 감소한 경우(OS03)에 가장 작았고, 높이가 절반이고 중간에 위치한 경우(OS05)의 경우 가장 높은 열유속 분포를 보여주었다. 341 kW의 열방출율 조건에서 최대 열유속의 크기가 모든 경우 20 kW/m2 내외의 높은 값을 보여주는데, 1/2의 폭을 갖는 개구부의 경우(OS02)는 상대적으로 낮은 열유속 분포를 보여주었다. 개구부 형상에 따라 최대 열유속이 발생하는 위치도 차이를 보이고 있는데, 이는 개구부를 통해 방출되는 화염의 위치 변화에 따른 것으로 생각된다. 특히 가장 좁은 폭은 갖는 OS03의 경우와 개구부 위치가 높은 OS05의 경우에서 다른 경우에 비해 보다 높은 위치에서 최대 열유속이 예측되었다.
Figure 9
Predicted vertical profiles of the heat flux to the outer wall (x = 2.5 m) for the various opening shapes.
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Figure 10은 개구부 위쪽 벽면(at x = 1.5 m)으로 유입되는 열유속 수직 분포에 대한 해석 결과를 보여준다. 148 kW의 열방출율 조건에서 4 kW/m2 이하의 낮은 열유속을 보이는 것에 비해 341 kW의 열방출율에서는 매우 큰 열유속 분포를 보여주고 있다. 특히 OS03~05의 경우에는 50 kW/m2 이상의 매우 높은 열유속이 예측되고 있으며 이는 20 kW/m2 이하의 최대 열유속을 보이는 표준 개구부(OS01)와 1/2 폭의 개구부(OS02)의 경우에 비해서도 매우 큰 높은 값이다. 이러한 결과는 앞서 Figures 78에서 살펴본 바 있는 분출 화염 및 유동의 거시적 거동으로 설명할 수 있다. 다시 말해서, 개구부의 위치와 형상이 변함에 따라 분출하는 화염의 수평 방향 운동량에 영향을 주기 때문에 OS03~05의 경우에서는 화염이 개구부 상부의 벽면에 근접하여 상승하게 되어 열유속이 크게 상승하는 결과로 이어진 것으로 판단된다. 이러한 경우에는 화재실의 상층부로의 화염 전파 위험성이 크게 높아질 것으로 예측할 수 있다.
Figure 10
Predicted vertical profiles of the heat flux to the wall above opening for the various opening shapes.
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4. 결 론

본 연구에서는 구획실 개구부의 형상 및 위치가 분출 화염의 형성과 구획실 외부로의 열복사 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 FDS를 이용한 수치해석 연구를 수행하였다. 2/5 크기로 축소된 ISO 9705 표준 구획실에 대한 기존의 실험 결과(3)와의 비교를 통해 해석의 유효성을 확인한 후, 출입문의 종횡비와 바닥 면으로부터의 위치를 변화시켜 수치해석을 수행하였으며 출입문에서의 온도 분포, 인접 벽면에서의 열유속 분포 등을 비교 분석하였다. 주요 결과는 다음과 같다.
  • 1) 기존 문헌의 화재 실험(3)에서 도출한 열방출율 조건을 이용하여 수치해석을 수행하고 화재실 내부 상하부 온도 및 바닥면으로의 열유속 데이터를 비교한 결과 실험 결과와 좋은 일치를 보였으며 이를 통해 수치 해석의 유효성을 확인하였다.

  • 2) 표준 개구부의 경우(OS01)에서 화재 발열량이 341 kW인 경우 고온 플럼 및 화염이 화재실 외부로 분출하는 거동을 확인하였으며 개구부에서 1 m 떨어진 벽면으로 유입되는 열유속의 최대값이 일반 가연물의 임계 열유속을 초과하여 화재 전파의 위험이 있음을 확인하였다.

  • 3) 개구부의 형상에 따라 화재실 외부 분출 화염의 거동 특성이 큰 영향을 받으며 화재 전파 위험성에 중대한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 특히, 화재실 개구부의 폭이 1/4로 감소한 OS03의 경우와 개구부 높이가 1/2로 감소한 OS04 및 05의 경우에서는 분출 유동이 수직 방향으로 빠르게 휘어져 화염이 벽면을 따라 진행하면서 표준 개구부의 경우에 비해 3배 이상의 열유속이 유입되는 결과를 보였다.

후 기

본 연구는 2022년 동양대학교 학술연구비의 지원으로 수행되었으며 이에 관계제위께 감사드립니다.

References

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