ツインタワー型高層建物に見られた開放型煙突効果による火災拡大機構の実験的解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23651170
• Research Institution: Tokyo University of Science, Suwa
• Principal Investigator: 須川 修身 諏訪東京理科大学, システム工学部, 教授 (60162856)
• Keywords: 相似則 / ツインタワー / 模型実験 / 煙突効果 / 高層建物 / 火炎性状 / 火災 / 物理モデル

Research Abstract

本研究では、吹き抜け空間を展延・伝播する火災性状を明らかにすることを目的とした。　具体的には、火源に一辺100mm（=D）の正方LPGバーナーを使用し、2500×2500mmの床面中心に設置した。高さ1800mm、幅1200mmの二壁面を床面に配置し、発熱速度は、7.5～30kWとした。壁は、火源の小口溝と壁端を接点とし、壁角度90°（ハ字型）および0°（ニ字型）に設置した。壁と火源の離隔距離（S）とし、壁角度90°の時はS=0～500mmとし、0°の時はS=0～300mmに変化させた。火炎高さは、定常状態の火炎ビデオ撮影し画像から測定した。K型熱電対を用いて、壁面間の温度測定（110カ所）から当温度線図を作成し、火炎高さを測定した。
壁角度0°の場合、S=50mmまでの範囲では、壁が火炎への空気の流入を阻害するため、壁に沿って火炎が鉛直情報に延びる傾向が見られた。S=50mm以降は、壁の影響が少なくなり、火炎が壁に向かって倒れる状況は見られなかった。S=50mm以上では、壁の影響は見られなかった。壁角度90°の場合、S=50mmまでは、壁角度0°と同様に、壁を這うように火炎が鉛直上方へ延びる傾向が見られた。壁角度90°の場合、S=400mmでも火炎は壁の影響を受けるため壁方向へ倒れた。
各発熱速度における、無次元離隔距離S/Dと無次元火炎高さLf/Dの関係は、壁角度0°の場合、S/D=0～0.5の範囲でLf/Dが急激に下がり、S/D=0.5～3では壁無しの場合と同程度となった。このことよりS/D=0～05の範囲に壁の影響がなくなる点（変曲点）があると考えられる。一方、壁角度90°の場合S/D=0～0.5の範囲において、火源と壁の距離が広くなるので、空気の流入量が増加するが、空気は壁の影響を受け直接火炎に衝突するため、火炎幅が拡がり火炎高さが低くなったと考えられる。