A Study on the Characteristics of Smoke Control Using Lower Part Pressurization with an Opening in a Large Scale Space

Ju, Hyeon-Don; Ahn, Dae-Young

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2013;13(6):283-292.
Published online December 31, 2013.

Abstract

Smoke control systems of an atrium keep occupants safe from smoke generated during unwanted fires. The two-zone layer interface of the atrium is clearer than small room or corridor. Smoke control in large spaces are achieved using pressurization of the lower layer by mechanical ventilation. The objective of this study are to calculate the inflow and outflow mass rates through the upper and lower opening of the atrium, to study the lower part pressurization with or without the lower opening of the atrium, and to predict the steady-state smoke layer height which the mass outflow rate through the upper opening is more or less equal to the mass rate of fire plume. The smoke layer height are analyzed by FDS developed by the National Institute of Standard and Technology, USA. The part of analyzed results by FDS are compared with the experimental results performed by Yamana and Tanaka. It is known that the lower part pressurization smoke control for the mass flow of the lower opening directing into the atrium from outside were superior to the smoke control directing into the outside from the atrium.

Key Words: Atrium; Pressurization; Smoke control; Mechanical ventilation

요지

아트리움의 제연시스템은 예기치 못한 화재가 발생할 경우에 생성되어지는 연기로부터 거주자를 안전하게 보호하는 기능을 한다. 아트리움 등 대형공간은 하부 차가운 공기층과 상부 뜨거운 연기층의 경계가 작은 방이나 복도보다도 확실하게 나타난다. 본 논문의 목적은 아트리움의 상하 개구부를 통하는 나가고 들어오는 차가운 공기와 연기의 질량유량을 계산하고, 아트리움의 하부 개구부의 유무에 따른 하부 가압 제연방식을 연구하고, 나아가 풀룸의 유량과 상부 개구부로 흐르는 유량이 거의 유사한 정상상태일 때 연기 층의 높이를 예상하는데 있다. 그리고 미국의 국립표준기술국에 의해 개발된 FDS 소프트웨어에 의해 연기층의 높이를 해석하였다. FDS에 의해 해석된 일부 결과들은 Yamana와 Tanaka 등에 의해 수행된 실험결과들과 비교하였다. 본 연구에 의해 하부 개구부의 질량유량이 외부 환경으로부터 아트리움 내로 흐를 경우가 아트리움 내로부터 외부로 흐를 경우보다 우수한 제연 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

핵심용어: 아트리움; 가압; 연기제어; 기계환기