화재모델링 입력조건

입력조건의 정의

화재모델링 입력조건은 화재시뮬레이션에 주는 설정값의 집합이다.

같은 건물이라도 입력값이 다르면 연기 도달 시간과 온도 분포가 달라진다.

그래서 입력조건은 성능위주설계 결과를 좌우하는 출발점이다.

열방출률과 화재성장곡선

열방출률은 시간에 따른 화재의 열 출력이며 kW 또는 MW 단위로 나타낸다.

화재 초기 성장은 Q=αt² 로 나타내며, α는 화재성장계수다.

화재성장곡선은 성장률, 최대 열방출률, 지속시간, 총 에너지로 구분된다.

계산 예제와 α의 영향

예로 사무실 격실 화재를 보자. 화재는 t² 법칙을 따른다고 가정한다.

t=120초에서 열방출률은 Q = 14400α kW가 된다.

같은 시간에서 α가 4배면 Q도 4배가 되므로 α 선택이 결과를 바꾼다.

계산 결과만 옮기면 감점되므로 α는 실험 자료나 기준에서 확인한다.

격자와 해상도 점검

격자는 계산 영역을 나눈 셀이며, 해상도는 결과 정확도를 좌우한다.

격자 적정성은 특성 화재직경 D*와 격자 크기 δx의 비로 점검한다.

격자 셀은 정육면체에 가깝게 잡고, 격자 크기를 바꿔 수렴을 확인한다.

화원 입력은 열방출률 곡선 하나로 결정되므로 가장 먼저 검토한다.

지정 방식과 예측 방식

지정 열방출률 방식은 입력이 단순하고 재현성이 높다.

설계화재 곡선을 임의로 고르면 결과가 과소 또는 과대 평가된다.

그래서 실험 자료로 검증된 곡선을 쓰는 것이 기본이다.

입력값을 근거 없이 정하면 감점이 크므로 검증 자료를 함께 적는다.

설비 연동과 판정

설비 연동은 시간에 따라 입력조건을 바꾸는 조건이다.

감지기 작동 시점, 소화설비 작동 후 열방출률 감소, 팬 정지 조건을 넣는다.

결과는 ASET과 RSET을 비교해야 입력조건의 목적이 드러난다.

정리와 직접 풀기

설계화재는 용도별 화원 규모와 성장속도를 먼저 정한다.

격자 셀은 정육면체에 가깝게 잡고 D*/δx로 해상도를 확인한다.

설계화재를 명시하고 민감도 분석을 함께 제출하는 것이 심의의 기본 요구다.

근거 없는 입력은 감점이므로 마지막으로 격자 해상도를 점검해 보자.