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2016 年度 実施状況報告書

有勾配トンネル火災における固定式垂れ壁の煙抑止効果に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K16364
研究機関金沢大学

研究代表者

清家 美帆  金沢大学, 機械工学系, 研究協力員 (70757244)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードトンネル火災 / 固定式垂れ壁 / 縦断勾配 / 煙
研究実績の概要

研究代表者はこれまで非常用設備・換気設備のない延長500m以上1000m以下の道路トンネルに対して天井に固定式の垂れ壁を設けることで,火災により発生した天井に沿って遡上する煙の抑止効果に着目し,避難安全性の向上を図るための立案を行った..そこで本研究では,平成27年度中(科研スタート支援)に製作した模型トンネルを用い縦断勾配を有する模型実験にて煙挙動の調査を行い,有勾配時の実験を可能とした.研究実績の概要としては以下のとおりである.
1.模型トンネル火災実験の実施:無勾配時のデータは有勾配時のデータと比較を行う際の基礎データとなり,非常に重要である.そこで研究代表者は無勾配での模型トンネルにて火災実験を実施し,本内容を日本機会学会年次大会2016にて発表した.
2.有勾配時の模型トンネル火災実験の実施:ジャッキを用いて実験模型トンネルを持ち上げることで,2%,4%の縦断勾配を模擬することができた.実験計測機器である熱電対を製作し,熱気流層厚さ及び火災規模による温度変化の計測を行った.またレーザ煙濃度計による計測,ビデオカメラにて垂れ壁近傍を撮影することで垂れ花弁棒の煙挙動の計測を行った.本内容は,国際会議に投稿予定である.
3.固定式垂れ壁設置時の実大トンネル火災シミュレーションン実施:研究代表者が考案したCFDシミュレーションと避難シミュレーションとを連成させた評価を行うために,まず700mのトンネルに対して固定式垂れ壁を100m間隔にて設置した場合の火災シミュレーションを行い,避難シミュレーションを行った.本内容は,国際ジャーナルに投稿予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究がおおむね順調であると考える理由は以下のとおりである.
1.有勾配時に必要な基礎データである無勾配時の模型トンネル火災実験を実施し,日本機械学会年次大会2016にて発表している.発表時,多くの質問を受け,発表内容について多くの研究者,技術者から高い評価をいただいた.
2.模型トンネルに縦断勾配をつけ,かつ煙濃度計測装置の設置も完了していることから,実験による計測については概ね出来上がったと考えている.
3.実験データの整理に合わせて,シミュレーションによる計算の準備も始めている.

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策は下記のとおりである.
1.実験結果の取り纏めを行い,トンネル火災時の垂れ壁が設置された場合の縦断勾配による熱気流の挙動,煙挙動について調べ,無勾配時とどのように異なるのか調べる.
2.縦断勾配を有するトンネル火災時のCFDシミュレーションによる垂れ壁設置時の煙挙動についての調査する.シミュレーションを実施して,模型トンネル火災実験結果との比較を行う.なお,シミュレーションを実施する際は,模型トンネルを実大換算した状態で実施する.実験結果との比較を行うことで,シミュレーションの高精度化を図る.
3.CFDシミュレーションと避難シミュレーションによるトンネル火災の垂れ壁の効果についての調査し,経済的かつ効果的な垂れ壁の設置間隔の検討する.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [学会発表] Scale-model tunnel fire experiments for thermal fume stopping effect by smoke barrier2017

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Kobayashi, Miho Seike, Nobuyoshi Kawabata, Masato Hasegawa
    • 学会等名
      8th Japan/Korea/Taiwan Joint Seminar for Tunnel Fire Safety and Management
    • 発表場所
      金沢市文化ホール(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2017-04-09 – 2017-04-09
    • 国際学会
  • [学会発表] トンネル火災時の固定式垂れ壁の煙伝播抑止効果に関する模型実験2016

    • 著者名/発表者名
      小林泰輔,清家美帆,川端信義,長谷川雅人
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-14
  • [学会・シンポジウム開催] 8th International Conference Tunnel Safety and Ventilation - New Developments in Tunnel Safety -2016

    • 発表場所
      Austria, Graz
    • 年月日
      2016-04-25 – 2016-04-26

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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