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市街地における火災旋風予測手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15656146
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 都市計画・建築計画
研究機関東京理科大学

研究代表者

松山 賢  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 講師 (10307704)

研究分担者 吉川 友章  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 教授 (70284122)
若松 孝旺  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 教授 (20201147)
大宮 喜文  東京理科大学, 理工学部 建築学科, 講師 (10287469)
林 吉彦  独立行政法人建築研究所, 防火研究グループ, 上席研究員 (70212157)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード市街地火災 / 火災旋風 / 発生メカニズム / 模型実験 / PIVシステム / 予測モデル / 発生・減衰モデル / CFD / FDS
研究概要

本研究は,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。本年度は,昨年度に引き続き,火災旋風の基礎的性状や発生条件の定性的,定量的な把握を目的とし,(無風下での)模型実験を系統的に行い,併せて,火災旋風が発生した際における挙動を把握するための実用モデルの構築を目指した。下記に本年度得た知見を記述する。
i)火災旋風の発生メカニズムの実験的解明:旋回火炎の内部は,ガス濃度が非常に高くなったことを勘案すると,外気の巻き込みが容易になる火炎上方において,完全燃焼に至ることが分かった。旋回火炎の発熱速度は循環値の増大に伴い,設定発熱速度に近づき,また安定した旋回火炎形成時は燃焼効率が高くなった。無次元循環値がおよそ0.94[-]を上回ると旋回火炎へと遷移することが分かった。平均温度分布350℃における高さに対し,1.3倍を乗ずれば,旋回火炎の平均火炎高さが予測可能である。火炎内部では流体の粘性の影響により,流速は線形的に増加することが分かった。また,0.035m以降は旋回の遠心力により最大流速部分が衝立方向へ遷移するが,衝立近傍では粘性の影響により流速は0に漸近することが分かった。
ii)火災旋風のモデリング:本研究では火災旋風の発生から衰退までを表現するモデルを提案し,その試算として,旋風の発展と衰退までを表現するモデルを示した。本計算では,模型実験からモデルへ拡張するためのパラメータをいくつか使用したが,未だ仮定によるものが多く,今後,種々の条件に関しての実験を行い,有効な知見を多く得る必要があり,改良の余地はあるが,火災旋風の発生から衰退までを表現するモデルとしては十分実用に耐え得るものである。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] 旋回火炎の発生・発達機構に関する研究-その1 模型実験による解析-2005

    • 著者名/発表者名
      石川 直央
    • 雑誌名

      日本建築学会関東支部研究報告集

      ページ: 497-500

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 旋回火炎の発生・発達機構に関する研究 -その2 旋回火炎の発生・減衰モデルの構築-2005

    • 著者名/発表者名
      小林 武雅
    • 雑誌名

      日本建築学会関東支部研究報告集

      ページ: 501-504

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] FDSを用いた火災性状の再現性に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      田中 透一
    • 雑誌名

      日本火災学会研究発表会概要集

      ページ: 298-301

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究-その1 模型実験による解析-2004

    • 著者名/発表者名
      松山 賢
    • 雑誌名

      日本火災学会研究発表会概要集

      ページ: 550-553

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 -その2CFDによる解析-2004

    • 著者名/発表者名
      石川 直央
    • 雑誌名

      日本火災学会研究発表会概要集

      ページ: 554-557

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 その1 模型実験による解析2004

    • 著者名/発表者名
      松山 賢
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      ページ: 317-318

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 その2 CFDによる解析2004

    • 著者名/発表者名
      石川 直央
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      ページ: 319-320

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental and numerical studies on fire whirls2004

    • 著者名/発表者名
      Ken Matsuyama
    • 雑誌名

      Proceedings of The 6th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology

      ページ: 91-101

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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