A Numerical Study on the Fire Behavior Phenomena in a Special Fire Protection Compartment

Kim, Tae-Kuk; Son, Bong-Sei

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2001;1(1):157-163.
Published online June 30, 2001.

특수 방호공간에서 가상화재의 발생으로 인한 화재거동에 관한 수치적 연구

김태국, 손봉세

A Numerical Study on the Fire Behavior Phenomena in a Special Fire Protection Compartment

Tae-Kuk Kim, Bong-Sei Son

Abstract

The objective of the present study is to predict the characteristics of the fire and smoke propagations in a clean room. Numerical calculations have been performed by using the finite volume method to obtain temperature and velocity distributions in the clean room. In odor to account for the turbulent flow characteristics, the standard $k-{varepsilon}$ model is used. From this study, it was found that the fire propagation could be fully developed only after 150 seconds when the ventilation system in the clean room was off. And the smoke mass fraction showed a similar distribution as the gas temperature. Since the simulated fire was proceeded up to $20{sim}30%$ of the room within 60 seconds. it could be recommended that the occupants should be evacuated from the room within 30 seconds.

Key Words: Fire Prevention; Clean Room; Smoke; Fire behavior; Numerical Study; Flow Phenomena

요지

본 연구의 목적은 청정실 내부에서 가상의 화재가 발생할 경우 화재 확산 및 연기의 전파 현상을 예측하기 위하여 실시하였다. 청정실 내의 화재로 인한 온도 및 속도분포의 해석은 유한체적법을 이용한 수치적 방법으로 해석하였으며 난류유동장의 계산은 표준 $k-{varepsilon}$ 모델을 적용하여 실시하였다. 본 연구 결과는 화재발생 후 150초가 지난 후에는 화재가 완전히 성장한 것으로 나타났으며 이 경우 환기장치는 화재가 완전히 성장한 후에 정지하는 것으로 가정하였다. 연기의 질량분율은 온도 분포와 거의 유사한 것으로 나타났다. 따라서 청정실에서 화재가 발생할 경우 화재 성장이 60초 내에 전공간의 $20{sim}30%$까지 확산되므로 내부에 있는 사람은 30초 이내에 대피하는 것이 바람직하다.