모형에 의한 산불의 확산 속도와 강도의 분석은 0.5 m/sec와 1 m/sec로 변화를 준 후 이러한 풍속의 변화에 따라 산불의 강도와 확산속도를 분석한 결과 풍속의 변화에 따라 산불의 확산속도와 강도가 다르게 나타나고 있으며, 불이 시작되어서 끝날 때까지의 시간은 0.5 m/sec에서는 161초, 1 m/sec에서는 146초 정도 소요되는 것으로 나타났다. 산불의 확산속도는 0.5 m/sec에서는 평균 0.014 m/sec, 1 m/sec에서는 0.020 m/sec로 0.5 m/sec에 비하여 약 1,4배정도 빠르게 나타났다. 산불의 강도는 풍속 0.5 m/sec에서는 0.183 ㎾/m, 1 m/sec에서는 0.259㎾/m로 0.5m/sec에 비하여 약 1.4배정도 차이가 났으며, 속도가 빠르면 산불의 강도 또한 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 모형에 의한 산불확산 속도와 강조의 분석은 산불 실험을 실험실내에서 실시한 외국의 사례가 다소 있으나 외국 사례에서는 본 실험에서 제작된 것과 같은 산악형이 아니라 평지형의 모델을 이용하여 실험을 실시 한 것들이다. 본 연구에서는 우리의 실정에 맞는 산악형의 모델을 사용하고자 도면상의 실측모양으로 모형을 제작하였으나 모델의 크기가 너무 작아 임지내의 지피물을 이용한 실험을 할 수 없게 되어 외국의 사례에도 있었던 toothpick을 이용하여 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과를 토대로 차후의 연구에서는 다양하고 (풍속의 변이를 다양하게 주거나 임지내의 다양한 연료를 이용한 각 연료 특성에 따른 산불의 확산 형태 및 강도 분석, 연료의 수분함량 차이에 대한 분석 등) 대규모의 모형을 이용한 실험을 유도한다면 본 실험에서 얻어진 결과 보다 좀더 정밀한 산불의 확산 속도와 강도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실험실내의 산불의 확산속도와 강도의 분석은 산불확산 모델을 수립하기 위한 기본적인 자료를 구축하고 정밀한 예측자료에 의한 산불 발생시 진화방법의 개발 등에 대한 기본data로서의 역할을 충분히 할 수 있을 것으로 사료된다.
In this study, FDS fire simulation experiments and measured wind speed by applying the exterior installation portion for blocking the spread of the fire was investigated. As a result, aluminum composite panels installed in the lower and the upper part of the panel to remove all the lower side, and then the maximum wind speed 0.24 m/s and the upper side 0.58 m/s were measured. In the FDS, the measured wind speed difference air currents are approximately 3.7 times in 12 seconds, the occurrence of 17 seconds early moment wind 2.2 m/s was measured from. Before and after the fire occurred in early of the air velocity about 39 seconds was 3.5 times difference. Such air currents caused by the temperature of the building but also by the building height was found. Turbulent flame of fire by expanding the vertical extent of damage become greatly important factor. Therefore, through the exterior installation portion of the block that can delay the spread of fire is expected that this should be taken.
효율적인 산불관리 및 예측을 위하여 GIS를 이용한 많은 연구가 이루어지고 있으며 특히 경사는 산불의 확산에 많은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 지형 중 경사를 분석하기 위해 일반적으로 DEM(Digital elevation model)을 이용하여 다양한 알고리즘들이 사용되고 있다. 하지만 산불의 확산속도가 상향사면과 하향사면에 따라 다르기 때문에 새로운 경사계산 알고리즘이 필요하다. 본 연구에서는 상향사면과 하향사면의 산불 확산속도를 반영할 수 있는 경사 계산 알고리즘을 개발하였다.
물품이 수직 집약적인 형태로 적재되는 랙크식 창고는 화재발생 시 화염의 급속한 상승으로 인해 그 피해가 매우 심각하다. 이에 ESFR 및 In-Rack 스프링클러, 수직 및 수평차단막 등, 다양한 소화설비 적용을 통해 화재확산 억제에 노력하고 있으나 랙크의 크기 및 적재밀도, 적재물품의 종류 등, 매우 다양한 구성조건으로 인해 적절한 소화설비 선정에 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 현장조사 및 설문조사 등을 통해 국내 랙크식 창고 실정을 반영한 표준랙크를 제작하였으며, 발화위치 조건에 따른 화재특성 확인을 위해 실규모화재시험을 수행하였다. 이를 통해 도출된 화재확산속도는 향후, 개발 및 적용 예정 소화설비들의 성능비교를 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 것으로 기대한다.
현재는 기술적인 발전을 토대로 정보의 요구수준이 상당부분 증대되었으며 GIS (Geographic Information System)분야 또한 더 많은 정보를 보다 신속하고 정확하게 처리 되어지고 있다. 특히 산불에 있어서는 산불발생시 공간적으로 넓은 지역을 신속히 분석하여 진화의 기초자료로 활용함으로써 환경적, 경제적, 인명적 피해를 최소화하고 대피경로, 확산경로 및 진화자원의 효율적 배치를 결정하는데 필수적이다. 이러한 산불확산에 영향을 미치는 인자 중에서 경사에 따른 산불확산속도를 규명하기 위하여 경사 및 경사방향에 따른 실험을 실시하였다. 실험결과 상향경사의 경우 경사가 증가할수록 시간이 감소하고, 하향경사에서는 증가하는 경향을 나타내었다. 실험결과 값을 토대로 상향경사는 (+), 하향경사는 (-)로 구분하여 경사에 따른 산불확산속도를 계산하였으며, 이러한 결과는 정확한 산불확산예측을 하는데 기여함으로써 효과적인 산불진화에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
As the number of deeply-underground subway station(DUSS) increases, the safety measures for DUSS have been requested. In this research, Shingumho station (The line # 5, Depth: 46m) has been selected as case-study for the analysis of smoke-spread speed with the different fire strength. Field test data measured for actual fan in DUSS was applied as a condition of a simulation. The whole station was covered in this analysis and total of 4 million grids were generated for this simulation. The fire driven flow was analyzed case by case to compare the smoke-spread effect according to the fire strength. in order to enhance the efficiency of calculation, parallel processing by MPI was employed and large eddy simulation method in FDS code was adopted.
산불의 확산에 있어 바람은 매우 중요한 인자이다. 바람은 또한 지형에 따라 변화되며 이로 인해 다른 확산형태를 가지게 된다. 따라서 산불의 확산속도 해석을 위해 먼저 풍속에 따른 화염각 변화를 살펴볼 수 있다. 이는 바람에 의해 변화된 화염각으로 인해 미연소 지표 대상물에 열전달의 차이를 가져오기 때문이다. 풍속이 증가할수록 화염과 지표면이 가까워짐으로 인해 열전달이 증가되어 미연소물질이 착화온도에 빨리 도달하게 되어 화염의 확산속도가 빨라지게 된다. 따라서 본 연구에서는 바람에 의한 화염각 변화 산정식을 Froude number 관계식을 이용한 수치해석과 실험을 통해 제시하였다. 그 결과, Froude number 계수 A=1.85를 제시하였고 제시된 식에 대한 실험 화염각의 평균 오차각은 약 $3.3^{\circ}$로 다른 모델식에 비해 실험값과 유사한 결과를 나타내었다. 향후, 이 연구를 통해 열전달 수치해석을 통한 화염확산연구에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
산업의 발달과 소득의 증가로 인해 목재와 같은 다공성 물질의 수요 및 생산은 지속적으로 증가하고 있다. 축산 농가를 비롯한 가공 산업 분야에서 목분의 활용이 증대됨에 따라 화재 위험도 높아지고 있다. 화재 발생시 목분은 깊이 방향으로 연소의 전이가 발생하며 내부 산화제의 소멸에 따라 화염이 없는 훈소로 진행되기도 한다. 훈소로 진행되는 경우는 화원의 위치 파악 곤란으로 초동진화에 실패하여 2차 피해를 키우는 직접적 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 국 내외적으로 수요가 높은 뉴질랜드산 목분을 대상으로 자연대류 상태의 하향식 심부화재를 모사하였다. 본 실험에서는 실험용기 내의 목분의 체적 밀도(3%, 5%, 10%, 15%)를 변화시켜 깊이방향으로 전파되는 심부의 온도를 측정하여, 화원의 전이 속도를 실험적으로 규명하였다. 본 실험의 결과로 목분의 체적 밀도가 증가함에 따라 내부 온도는 감소하는 경향을 확인하였다. 그러나 목분 밀도체적 $0.2140g/cm^3$ (5%) 이상의 조건에서는 온도의 감소가 발생하지 않음을 실험적으로 규명하였으며 본 실험을 통하여 뉴질랜드산 소나무 목분의 온도 전이속도는 평균 0.249 mm/min의 속도 값을 가짐을 밝혔다.
적재밀도가 높으며 수직적인 적재형태를 가지는 랙크식 창고는 화재발생 시 그 피해가 매우 심각하다. 이에 미국, 일본에서는 자국의 랙크식 창고 실정에 맞는 In-Rack 스프링클러 및 수평차단막 등을 적용하여 화재확산을 최소화하는데 노력하고 있으나 국내의 경우, 그와 관련한 연구 및 제도가 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 발화위치 및 수평차단막 설치간격에 따른 화재특성 확인을 위해 국내 랙크식 창고 실정을 반영한 표준랙크를 대상으로 축소모델 화재시험을 수행하였다. 그 결과, 수평차단막의 설치간격을 밀접하게 또는 빈번하게 할수록 약 30%씩의 수직 화재확산 억제성능이 발휘되는 것을 확인하였다. 아울러 수평차단막을 경계로 상하부의 온도를 측정한 결과, 차단막이 설치된 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 온도분포가 약 2~4배 이상 높은 것으로 나타나 수평차단막의 설치가 In-Rack 스프링클러의 조기 작동에 도움을 줄 것으로 판단된다.
한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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pp.311-318
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1997
On April 27,1993, a forest fire occurred in Morito-area, Manba-city, Gunma-prefecture Japan. Under the prevailing strong winds, the fire spread and extended to the largest scale ever in Gunma-prefecture. The author chartered a helicopter on May 5, one week after the fire was extinguished, and took aerial photos of tile damaged area, and investigated the condition. of the fire through field survey and data collection. The burnt area extended. over about 100 hectares, and the damage amounted to about 190 million yen (about two million dollar). The fire occurred at a steep mountainous area and under strong winds, therefore, md and topography strongly facilitated the spreading, It is the purpose of this paper to report a damage investigation of the fire and to develop the forecasting method of forest fires based on the topographical analysis and spreading speed of fire. In the first place, I analyze the topographical structure of the regions which became the bject of this study with some topographical factors, and construct a land form classification ap. Secondly, I decide the dangerous condition of each region in the land form classification map according to the direction of the wind and spreading speed of f'kre. In the present paper, I try to forecast forest fires in Morito area, and the basic results for the forecasting method of forest fires were obtained with the topographical classification system and spreading speed of fire.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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