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요약문
목차
제1장 서론 23
1. 연구의 필요성 23
2. 국내외 기술현황 24
2.1. 국내 현황 24
2.2. 국외 현황 25
2.3. 관련특허 분석 27
3. 연구목표 및 연구내용 29
3.1. 연구목표 29
3.2. 연구내용 31
제2장 현행 설계기준 분석 32
1. 제배연시스템 전문가 설문조사 32
1.1. 설문조사 목적 및 방법 32
1.2. 설문조사 내용 및 결과 33
2. 제배연시스템 설계기준 분석 39
2.1. 개요 39
2.2. 설계기준 검토 40
2.3. 특별피난계단의 제연설비 설계기준 분석 75
3. 제배연설비 분석 83
3.1. 송풍기 83
3.2. 급배기 덕트 87
3.3. 자동차압ㆍ과압조절형 댐퍼 90
3.4. 제어반 (수신기) 94
3.5. 방화문 98
3.6. 제연경계 104
3.7. 플랩댐퍼 106
3.8. 자동폐쇄장치 110
3.9. 방화댐퍼 112
3.10. 배연창 115
제3장 연기확산 분석 및 연기제어 기술 확립 118
1. 연기확산 예측기술 118
1.1. 개요 118
1.2. 수치해석 기술 119
1.3. 축소모형실험 기술 124
2. 급기가압 제연시스템의 성능평가 현장실험 130
2.1. 현장실험의 개요 및 방법 130
2.2. 실험결과 및 분석 138
3. 제배연 송풍기의 성능예측기술 개발 147
3.1. 개요 147
3.2. 실규모 성능실험 148
3.3. 3차원 수치해석 및 적용성 검토 152
4. 연기제어 댐퍼의 성능평가 및 개선 157
4.1. 개요 157
4.2. 현장 성능평가 실험 160
4.3. 수치해석적 분석 및 개선안 제시 166
5. 연돌효과가 연기제어에 미치는 영향 검토 176
제4장 성능기반 제배연 설계기법 분석 188
1. 제배연 시나리오 188
1.1. Fire/Smoke Development Scenario 189
1.2. Building Scenario 193
1.3. System Scenario 201
2. 성능기반 설계를 위한 제배연 기법 209
제5장 지능형 제배연 설비 개발 216
1. 현행 시스템에 대한 이론적 검토 216
1.1. 개요 216
1.2. 이론적 분석 과정 220
1.3. 결과 및 검토 227
2. 신개념 설계방안 232
3. 시작품 제작 및 성능평가 235
3.1. 핵심부품(자동댐퍼) 개발 235
3.2. 지능형 제연설비 Prototype 제작 및 성능평가 239
제6장 결론 242
참고문헌 245
판권기 249
표 2.2.1. 국내외 제배연시스템 설계기준 개요 40
표 3.2.1. 실측실험 대상 132
표 3.3.1. 송풍기 사양 148
표 3.3.2. 실험조건 및 측정결과 151
표 3.4.1. 방연풍속의 실험조건 161
표 3.4.2. 건물A, 계단1에서의 방연풍속 분포 164
표 3.4.3. 건물A, 계단2에서의 방연풍속 분포 164
표 3.4.4. 건물B, 계단1에서의 방연풍속 분포 165
표 3.4.5. 건물B, 계단2에서의 방연풍속 분포 165
표 3.4.6. 분석조건 168
표 3.4.7. 방연풍속의 표준편차 176
표 3.5.1. 실험조건 177
표 4.1.1. T-squared 화재곡선에서의 화재성장계수 191
표 4.1.2. 화학연소열 및 연기생성율 192
표 4.1.3. 연돌효과 영향 분석을 위한 실측실험 대상 197
표 4.1.4. 특성지수와 경계측 두께 예시 199
표 4.1.5. 피난계단 마찰계수와 관련된 실험결과 예시 206
표 4.2.1. 성능기반 제배연시스템 설계의 주요 단계 211
표 4.2.2. (a) International Building Code 212
표 4.2.2. (b) 일본 건축기준법 212
표 4.2.3. 제배연시스템 적용기법 요약 213
표 5.1.1. NFSC501A의 화재안전기준 219
표 5.1.2. 주요 설계변수 224
표 5.1.3. 출입문 주요 변수 227
표 5.1.4. 수치해석 결과 228
그림 1.1.1. 대형 건축물에서의 화재에 의한 연기발생 24
그림 1.2.1. Hot Smoke 실규모 실험 26
그림 1.2.2. CAE기반 연기확산 해석 26
그림 3.1.1. 실규모 구획형 공간 개략도 120
그림 3.1.2. 수치해석 모델 외형도 120
그림 3.1.3. 수치해석 모델 격자계 121
그림 3.1.4. 중앙단면에서의 속도벡터 121
그림 3.1.5. 중앙단면에서의 속도분포 122
그림 3.1.6. 중앙단면에서의 온도분포 122
그림 3.1.7. 개구부 중앙위치에서의 속도분포 123
그림 3.1.8. 개구부 중앙위치에서의 온도분포 123
그림 3.1.9. 화원용 연소장치 125
그림 3.1.10. 연소노즐 직경별 연소속도 126
그림 3.1.11. 축소모형실험장치 개략도 127
그림 3.1.12. 열전대 설치개략도 128
그림 3.1.13. 축소모형실험장치 전경 128
그림 3.1.14. 화원부근 모습 128
그림 3.1.15. 연료소모량 평균값 129
그림 3.1.16. 화재강도 129
그림 3.1.17. 시간에 따른 온도상승 130
그림 3.2.1. 급기가압 제연시스템의 개요 132
그림 3.2.2. 고층건물 A 제연시스템 계통도 133
그림 3.2.3. 고층건물 B 제연시스템 계통도 134
그림 3.2.4. 급기가압용 송풍기 135
그림 3.2.5. 부속실 및 차압조절용 댐퍼 136
그림 3.2.6. 실내압력 측정용 압력계 137
그림 3.2.7. 지상2층 압력분포도 139
그림 3.2.8. 지상11층 압력분포도 139
그림 3.2.9. 지상19층 압력분포도 140
그림 3.2.10. 지상2층 압력분포도 140
그림 3.2.11. 지상11층 압력분포도 141
그림 3.2.12. 지상19층 압력분포도 141
그림 3.2.13. 지상2층 압력분포도 143
그림 3.2.14. 지상11층 압력분포도 143
그림 3.2.15. 지상18층 압력분포도 144
그림 3.2.16. 지상2층 압력분포도 144
그림 3.2.17. 지상11층 압력분포도 145
그림 3.2.18. 지상18층 압력분포도 145
그림 3.2.19. 현장실험결과 분석 146
그림 3.3.1. 급기가압 제연시스템의 송풍기 전경 147
그림 3.3.2. 실험용 송풍기 설계도면 149
그림 3.3.3. 송풍기와 실험덕트 연결 149
그림 3.3.4. 실험용 송풍기 전경 150
그림 3.3.5. 실험덕트 전경 150
그림 3.3.6. 압력센서 150
그림 3.3.7. 송풍기 특성 실험결과 151
그림 3.3.8. 송풍기 해석모델 153
그림 3.3.9. 수치해석 격자계 154
그림 3.3.10. 유선분포 155
그림 3.3.11. 중앙단면에서의 속도벡터 155
그림 3.3.12. 중앙단면에서의 압력분포 156
그림 3.3.13. 실험과 수치해석의 결과 비교 156
그림 3.4.1. 연기의 침투를 막기위한 방연풍속 개요도 158
그림 3.4.2. 부속실에 설치되어 있는 급기댐퍼 159
그림 3.4.3. 자동차압조절형 급기댐퍼의 개요도 159
그림 3.4.4. 방연풍속 현장측정 161
그림 3.4.5. 1행의 속도변화 (건물A의 피난계단1) 162
그림 3.4.6. 2행의 속도변화 (건물A의 피난계단1) 162
그림 3.4.7. 3행의 속도변화 (건물A의 피난계단1) 163
그림 3.4.8. 4행의 속도변화 (건물A의 피난계단1) 163
그림 3.4.9. 방사형 토출에 대한 개념도 166
그림 3.4.10. 수치해석의 기본모델 168
그림 3.4.11. 중앙단면에서의 속도벡터 169
그림 3.4.12. 피난문에서의 방연풍속 분포 (CASE1) 170
그림 3.4.13. 피난문에서의 방연풍속 분포 (CASE2) 171
그림 3.4.14. 피난문에서의 방연풍속 분포 (CASE3) 172
그림 3.4.15. 피난문에서 높이에 따른 방연풍속 (CASE1) 173
그림 3.4.16. 피난문에서 높이에 따른 방연풍속 (CASE2) 174
그림 3.4.17. 피난문에서 높이에 따른 방연풍속 (CASE3) 175
그림 3.5.1. CASE1에 대한 실험 개요도 178
그림 3.5.2. CASE2에 대한 실험 개요도 178
그림 3.5.3. 급기댐퍼 전경 179
그림 3.5.4. 압력계 전경 180
그림 3.5.5. 각 측정지점의 압력변화 (CASE1) 184
그림 3.5.6. 각 실간 압력차의 변화 (CASE1) 185
그림 3.5.7. 각 측정지점의 압력변화 (CASE2) 186
그림 3.5.8. 각 실간 압력차의 변화 (CASE2) 187
그림 4.1.1. 화재성장단계 개요도 189
그림 4.1.2. 화재성장 곡선 190
그림 4.1.3. 구획실내 초기화재 성장곡선 모델 191
그림 4.1.4. 구획실내 화재시 구획실 경계에서의 압력변화 193
그림 4.1.5. 구획실 내외부 온도차에 의한 압력차 형성 (구획실 높이 3.5m) 194
그림 4.1.6. 연돌효과에 의한 압력차 195
그림 4.1.7. 건축물내 연돌효과에 의한 압력형성 196
그림 4.1.8. 건물내 전체 측정지점의 압력변화 198
그림 4.1.9. 각 층별 실간 압력변화 198
그림 4.1.10. 건축물 주위에서 바람에 의한 기류형태 200
그림 4.1.11. 건물표면에서의 풍압계수 예시 201
그림 4.1.12. 제배연시스템 구성설비 설계변수 202
그림 4.1.13. 건축물에 설치된 송풍기 전경 203
그림 4.1.14. 실험용 송풍기 전경 203
그림 4.1.15. 3차원 수치해석 해석결과 203
그림 4.1.16. 유량/압력 특성곡선 203
그림 4.1.17. 급기댐퍼 설치 개요도 204
그림 4.1.18. 부속실에 설치된 급기댐퍼 전경 204
그림 4.1.19. 급기댐퍼 실험장치 전경 204
그림 4.1.20. 급기댐퍼 개폐율에 따른 유동계수 204
그림 4.2.1. 성능기반 제배연시스템의 설계 흐름도 210
그림 5.1.1. 급기가압 제연시스템 218
그림 5.1.2. 연기의 침투를 막기위한 방연풍속 219
그림 5.1.3. 모델 건축물 개요도 224
그림 5.1.4. 수치해석 모델의 평면 구성도 225
그림 5.1.5. 층에 따른 풍도내 압력과 CD의 변화 229
그림 5.1.6. 모든 출입문이 닫혀 있는 경우에 대한 해석결과 230
그림 5.1.7. 10층의 출입문이 열려 있는 경우에 대한 해석결과 231
그림 5.2.1. 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 제연시스템 단면도 233
그림 5.2.2. 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 제연시스템 평면도 234
그림 5.3.1. 자동댐퍼 시제품 238
그림 5.3.2. 자동댐퍼 시제품 운전특성 분석 결과 239
그림 5.3.3. 지능형 제연설비 Prototype 개요도 240
그림 5.3.4. 지능형 제연설비 Prototype 240
그림 5.3.5. Prototpye 성능평가 결과 241
그림 5.3.6. 차년도 Test Bed로 활용예정인 제배연실험동 전경 및 내부 241
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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