火災成長期における天井流の火炎長の理論的研究と実験的検証

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17651093
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 森田 昌宏 東京理科大学, 理学部, 教授 (10120221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大宮 喜文 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (10287469) ; 水野 雅之 東京理科大学, 総合研究機構, 助手 (40366448)
• Keywords: 火災 / 火炎長 / 天井流 / 初期火災 / 火災成長 / クリブ模型

Research Abstract

火災発生時に建築物に与える影響の一つとして、火炎による構造部材への加熱がある。この加熱量を見積もるために、多数の火炎と火炎長の理論的、実験的研究が行われてきたが、その多くはバーナー等の定常的な燃焼であった。更に、火炎が成長し、水平天井面下に展炎した際の研究はほとんど無く、その多くはバーナー等の定常的な燃焼を用いたものである。
実際の火災時の燃焼が成長火災であることから、クリブ模型を用いた成長火災についての火炎長の実験的研究を実施中である。火災規模に時間変化がある場合の火炎長を測定することで、時間的に成長していく火災による燃焼速度と火炎長の関係を得ることができる。実験は、天井の高さを一定にし、クリブの段数、クリブから天井面までの距離を変化させて行った。測定項目は、クリブ中心軸上温度・天井面温度・輻射・天井風速・重量減少・ビデオ画像である。
ビデオ画像を静止画に分割し、約2秒間58フレームに記録された火炎先端の位置を画像から測定した。現在、解析の途上であるが、結果が得られた範囲では、およそ2〜2.5Hz程度の周期で火炎長さは伸張を繰り返していることが分かった。また、火炎長の実験式として一般的なZukoskiによって示された式とは、いくらか差異が認められている。Zukoskiによる式は、火炎長を発熱速度の累乗の定数倍で表すものであるが、現時点で得られている傾向は、累乗の次数はほぼ同じであるが、定数が異なっている。
以上の知見は、実験結果の一部を基に解析を進めたものであり、今後更に解析を進めていく。これらの結果は、平成18年度日本火災学会研究発表会にて報告予定である。