大規模空間を有する建築物の温熱環境・火災安全に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555181
• Section: 試験
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 辻本 誠 名古屋大学, 工学部, 教授 (90115600)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 久也 名古屋大学, 工学部, 助手 (40283402) ; 山羽 基 中部大学, 工学部, 講師 (10220435) ; 江本 哲也 一邨学園短期大学, 生活文化学科, 講師 (90269663) ; 奥宮 正哉 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (30160815)
• Keywords: 煙流動 / 模型実験 / 相似則 / 煙り層温度分布 / 壁面境界条件 / アトリウム

Research Abstract

アトリウムやガレリアなど大規模得な吹き抜け空間は、火災発生時には巨大な堅穴となり、延焼、有毒煙伝播の促進など、火災安全上の危険が生じるおそれがある。このうち火災煙制御に関しては、アトリウムの火災事例が数少なく、種々のシミュレーション手法に頼らざるをえない。本年度は、昨年度確認された外気風の影響をより詳細に検討するため、外気への開口に相当する部分に流量を任意に調整できるダクトを接続して、模型実験を行った。また、並行してアトリウム内の煙流動をシミュレートできる二方程式モデルによる数値計算手法の開発を行った。
模型実験については、模型上部開口からの流入運動量を変化させて外気風が煙流動に与える影響について検討した結果、開口が2ケ所のケースにかぎられるが既往の風洞実験と近い条件で実験が行われたことを確認し、開口部での運動量が、模型内の混合過程を表す指標となりうることが示された。
数値解析については、乱流モデルに、標準高レイノルズ型q-εモデルを適用し、計算アルゴリズムにMAC法を用いてシミュレーションプログラムを作成し、94年度に行われた風洞実験を対象に計算を行った。結果として、無風時有風時ともに温度分布は、実験地と一致しなかった。しかし、傾向としては、平均温度上昇値は無風時に比して有風時の方が高い値を示し、実験結果と同様な結果を得た。また、実験では開口部の風向を計測するのは困難であり、開口部の温度上昇値や可視化によって風向を判断していたが、数値解析では詳細に考察することができ、無風時と有風時ではかなり異なる性状を示すことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 佐々木真人: "外気風影響下でりアトリウムにおける煙流動模型実験(その3)" 日本建築学会大会学術講演梗概集. A-2. 115-116 (1996)
• [Publications] 中村禎洋: "煙流動現象の相似則が適用できる諸現象について" 日本建築学会大会学術講演梗概集. A-2. 117-118 (1996)
• [Publications] 辻本誠: "一部に開口のある空間での煙流動に関する模型実験" 日本建築学会構造系論文集. 第488号. 153-160 (1996)