多層ゾーン煙流動予測コンピュータモデルの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350321
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 哮義 京都大学, 防災研究所, 教授 (70293959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 圭一 清水建設(株), 技術研究所, 研究員 ; 渡邊 純一 松下電工(株), 解析評価技術センター, 研究員 ; 原田 和典 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90198911)
• Keywords: 多数室多層ゾーン / 煙流動 / 建築火災 / 予測モデル / 火災実験 / 火災プリューム / コンピューターモデル

Research Abstract

複数室を対象とした多層ゾーン煙流動予測モデルの物理的コンセプトを構築し、また、多数室間の開口流および開口噴流プリュームの軌跡・温度・流量を予測するモデルを構築して、これらを数学モデルとして定式化した。これらと昨年度の単室多層ゾーンモデルを基に複数室多層ゾーン煙流動モデルの定式化を行い、昨年度の単室多層ゾーンモデルのプログラムを、多数室を扱える多層ゾーン煙流動予測計算プログラムとして拡張した。また、この予測プログラムによる結果を、既往の2室実大火災実験結果および縮尺模型トンネル火災実験結果と比較することにより、モデルの妥当性について検証を試みた。その結果、かなりの精度で満足の行く一致が得られた。
また、多層ゾーンモデル検証用の実験データを蓄積し、一層の予測精度向上のための比較検討データとするために、清水建設(株)の旧研究所棟を用いて、火源条件や空間条件などが異なる実大火災実験を行い、各空間の温度分布、火災室周壁への入射熱など火災性状測定データを蓄積した。
松下電工(株)の実大実験施設を用いて実施した、弱い火災プリュームが、天井下に予め形成された高温層へ貫入する条件を調べる実験結果を解析・整理して、その条件を上部層温度、火源の熱速度および火源と上部層までの距離の関数として明らかにし、実験式として構築した。
更に、多層ゾーン煙流動モデルを建築火災性状解析、実務的火災安全設計へ適用する場合に必要な機能や要求条件を整理する上での準備作業の一貫として、既存の2層ゾーン煙流動予測モデルについて、これらの要素を検討し、併せて同モデルの改良を行った。

Research Products

• [Publications] 鈴木圭一, 田中哮義, 原田和典, 吉田治典: "火災空間における垂直温度分布の予測モデルの提案 多層ゾーン煙流動予測モデルの開発その1"日本建築学会環境系論文集. (予定).
• [Publications] K.Suzuki, T.Tanaka, K.Harada, H.Yoshida: "An Application of A Multi-layer Zone Model to A Tunnel Fire"Proc., 6th Asia-Oceanic Symposium on Fire Science and Technology. 639-649 (2004)
• [Publications] J.Watanabe, T.Tanaka: "EXPERIMENTAL INVESTIGATION INTO PENETRATION OF WEAK FIRE PLUME INTO HOT UPPER LAYER"J., FIRE SCIENCES. (予定).
• [Publications] T.Tanaka, S.Yamada: "BRI2002 : Two Layer Smoke Transport Model"J., Fire Science and Technology. 23-1. 1-131 (2004)