市街地における火災旋風予測手法の構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656146
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 松山 賢 東京理科大学, 総合研究所, 講師 (10307704)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大宮 喜文 東京理科大学, 理工学部, 講師 (10287469) ; 若松 孝旺 東京理科大学, 総合研究所, 教授 (20201147) ; 吉川 友章 東京理科大学, 総合研究所, 教授 (70284122) ; 林 吉彦 (独)建築研究所, 防火研究グループ, 上席研究員 (70212157)
• Keywords: 市街地火災 / 火災旋風 / 発生メカニズム / 模型実験 / PIVシステム / CFD / FDS

Research Abstract

本研究では,火災旋風の発生メカニズムを解明するとともに,火災旋風の危険性を定量的に予測するモデルの構築を行い,大都市大震災時に想定される同時多発火災による火災旋風の被害を軽減化する対策の検討に資することを目的としている。
火災旋風に関する研究は発生メカニズムに関しては知見が乏しく,系統的・定量的な検討を行われていない。また,ある程度定性的な知見は既往の研究で得られているものの十分な結果とは言い難い。
本年度は,(無風下での)模型実験を中心に下記に示す検討を行った。
i)文献調査:国内外の火災旋風に関連した既往研究の調査を行い,旋風の発生メカニズムに関する情報源を整理した。
ii)実験的解析:無風下で火災旋風の模型実験を行い,(1)火源の大きさ(発熱速度),(2)建物(模型)配置・形状等のパラメータを系統的に変化させることで,火災旋風の性状・発生条件を定性的・定量的な把握を行った。具体的には,旋回火炎の高さ,温度に加え,PIVシステムを用いて旋回流速を計測し,結果として火源周辺の(衝立)高さ・火源と周辺(衝立)との距離が大きくなる程,また衝立間の間隔(隙間幅)が小さくなる程,火炎高さは高くなる傾向を得た。
iii)数値計算による解析:CFDを利用して実験の再現を試みた。本研究では,CFDの中でも汎用的なコードであるFDSを利用した。結果として,実験結果とは一致しているとは言い難いものの,定性的には,類似した結果を得た。

Research Products

• [Publications] 松山 賢: "火災旋風の発生メカニズム その1 火災旋風の実験的解析"日本建築学会関東支部研究報告集. 457-461 (2004)
• [Publications] 田中透一: "火災旋風の発生メカニズム その2 自由空間内における燃焼の再現性"日本建築学会関東支部研究報告集. 462-465 (2004)
• [Publications] 石川 直央: "火災旋風の発生メカニズム その3 CFD解析"日本建築学会関東支部研究報告集. 466-469 (2004)