JP5233448B2 - Calculation method of smoke layer bottom height, evaluation method of evacuation safety performance in case of fire of building, program for executing this calculation method or evaluation method, and calculation system of smoke layer bottom height - Google Patents

Calculation method of smoke layer bottom height, evaluation method of evacuation safety performance in case of fire of building, program for executing this calculation method or evaluation method, and calculation system of smoke layer bottom height Download PDF

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本発明は、建築物の火災時の避難安全性能の評価指標としての煙層の下端高さの算定方法、及び建築物の火災時の避難安全性能の評価方法に関する。また、この算定方法又は評価方法を実行するプログラム、及び煙層の下端高さの算定システムに関する。   The present invention relates to a method for calculating the lower end height of a smoke layer as an evaluation index of evacuation safety performance at the time of a building fire, and an evaluation method of evacuation safety performance at the time of a building fire. Moreover, it is related with the program which performs this calculation method or evaluation method, and the calculation system of the lower end height of a smoke layer.

建築物の居室等で火災が発生した際の避難安全性能評価は、在室者が安全な場所に避難するまでの時間に、火災により発生した煙が避難上支障ある高さまで降下するか否かで評価するのが一般的である。火災空間の煙性状予測には、BRI2002等のコンピュータモデル(例えば、非特許文献1を参照)、避難安全検証法に規定される計算式(例えば、非特許文献2を参照)、排煙の効果を無視した簡易計算式(例えば、非特許文献3を参照)の何れかを用いるのが一般的である。
「BRI2002:二層ゾーン建物内煙流動モデルと予測計算プログラム」、社団法人 建築研究振興協会、2003、P1-4 「建設省12年建告第1441号」、P302-315 田中哮義著「改訂版建築火災安全工学入門」日本建築センター、2002、p22-23
Evacuation safety performance evaluation when a fire occurs in a building room, etc. is whether or not smoke generated by the fire falls to a height that hinders evacuation in the time until the occupant evacuates to a safe place It is common to evaluate with. For smoke property prediction of a fire space, a computer model such as BRI2002 (for example, refer to Non-Patent Document 1), a calculation formula defined in the evacuation safety verification method (for example, refer to Non-Patent Document 2), the effect of smoke emission It is common to use any one of simple calculation formulas (for example, see Non-Patent Document 3) that ignores.
"BRI2002: Two-layer zone smoke flow model and prediction calculation program", Japan Association for Architectural Research, 2003, P1-4 “Ministry of Construction 12 Year Declaration No. 1441”, P302-315 Tanaka Yasuyoshi, “Introduction to Revised Architectural Fire Safety Engineering”, Nippon Architectural Center, 2002, p22-23

BRI2002等のコンピュータモデルを用いる場合は、設計要素(床面積、天井高さ、排煙量、排煙口設置位置など)と煙降下時間との関係が把握し難く、また火災安全工学の専門家でないと使用できないという問題がある。また、避難安全検証法に規定される計算式は、火災の専門家でなくても使用できるが、計算精度が悪いという問題がある。簡易計算式は、計算精度はBRI2002等と同程度で火災の専門家でなくても使用できるが排煙設備の効果を見込めないという問題がある。   When using a computer model such as BRI2002, it is difficult to grasp the relationship between design elements (floor area, ceiling height, smoke emission amount, smoke outlet installation position, etc.) and smoke fall time, and specialists in fire safety engineering Otherwise, there is a problem that it cannot be used. Moreover, the calculation formula prescribed | regulated by the evacuation safety verification method can be used even if it is not a fire expert, but there exists a problem that calculation accuracy is bad. The simple calculation formula has the same accuracy as BRI2002 and can be used without being a fire specialist, but there is a problem that the effect of the smoke exhausting equipment cannot be expected.

一方で、本願発明者は、BRI2002等のコンピュータモデルより幾分安全側に計算されるが、設計要素(床面積、天井高さ、排煙量、排煙口設置位置など)と煙層下端高さとの関係が容易に把握できる簡易予測式(以後、「先の予測式」と呼ぶ。)を、特願2008−173005において提案している。そして、この予測式は、避難安全検証法と比べて計算精度が良い。また、火災の専門家でなくても使用でき、さらに排煙設備の効果も見込むことが可能である。   On the other hand, the present inventor is calculated somewhat safer than a computer model such as BRI2002, but the design elements (floor area, ceiling height, smoke emission amount, smoke outlet installation position, etc.) and smoke layer bottom height Japanese Patent Application No. 2008-173005 proposes a simple prediction formula (hereinafter referred to as “previous prediction formula”) in which the relationship between the two can be easily grasped. And this prediction formula has better calculation accuracy than the evacuation safety verification method. Moreover, it can be used even if it is not a fire specialist, and it is also possible to expect the effect of smoke removal equipment.

ここで、当該先の予測式は、図1に点線で示すような時間tの2乗に比例して大きくなる火源(発熱速度Q)、すなわち、下式を想定して提案されたものである。
Here, the previous prediction formula was proposed assuming a fire source (heat generation rate Q f ) that increases in proportion to the square of time t as indicated by the dotted line in FIG. 1, that is, the following formula: It is.

しかし、火災時にスプリンクラー設備が作動することにより、途中から火災の拡大が抑制されたり、居室内の可燃物量が少なくて途中から火災の拡大が抑制されるような場合には、下式や図1に実線で示すように、スプリンクラー設備が作動した時点tもしくは可燃物表面全体に燃焼が拡大した時点tで発熱速度Qが一定値Q(火災拡大が止まる)となるような火災を想定する方が実用的であり、また、煙層の下端高さの予測精度も高まると考えられる。
However, when the sprinkler facility is activated during a fire, the expansion of the fire is suppressed from the middle, or the expansion of the fire is suppressed from the middle due to a small amount of flammable material in the living room, the following formula or FIG. in as shown by the solid line, the fire as heat release rate Q f at time t c which sprinkler system has expanded combustion throughout actuated time t c or combustible material surface becomes a constant value Q c (fire expansion stops) It is more practical to assume, and the accuracy of predicting the lower end height of the smoke layer is also expected to increase.

本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、排煙設備を備えた建築物の居室内の火災により生じた煙層の下端高さを簡単に算出可能であり、しかも、前記居室内のスプリンクラー設備の作動等により火災の拡大が抑制される現象も考慮可能な煙層の下端高さの算定方法、建築物の火災時の避難安全性能の評価方法、これら算定方法又は評価方法を実行するプログラム、及び煙層の下端高さの算定システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can easily calculate the lower end height of a smoke layer caused by a fire in a living room of a building equipped with smoke exhausting equipment, and the living room. The calculation method of the smoke layer lower end height, the evaluation method of the evacuation safety performance at the time of fire of the building, the calculation method or the evaluation method that can take into account the phenomenon that the expansion of the fire is suppressed by the operation of the sprinkler equipment in the building An object is to provide a program to be executed and a calculation system for the lower end height of the smoke layer.

かかる目的を達成するために請求項1に示す発明は、
排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する方法であって、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、
上式1−1により与えられるとともに、
火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm [s]が前記移行時間t[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記排煙開始時間tsm [s]以上の場合において、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記火災成長率α[kW/s2]、前記移行時間t[s]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、
上式1−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙開始時間tsm[s]、前記移行時間tにおける煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、
上式1−3により算出することを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention shown in claim 1
When a fire occurs in a room of a building where smoke exhausting equipment is installed, a method for calculating a lower end height Z [m] of a smoke layer formed by the smoke of the fire,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,
Given by equation 1-1 above,
The smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, is equal to or longer than the transition time t c [s], and the elapsed time t [s] is the smoke start time t sm [s] ] In the above cases,
The lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s] is set as the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2 / 3 ], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the transition time t c [s], the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, the floor area A f [m 2 ] of the living room, And the ceiling height H f [m] of the living room,
Calculated by the above equation 1-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the smoke emission coefficient C sm related to the emission of smoke from the room by the smoke removal facility [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], transition time t c [s], smoke emission start time t sm [s], smoke layer lower end height at transition time t c Using the length H c [m] and the elapsed time t [s],
It is calculated by the above equation 1-3.

上記請求項1に示す発明によれば、スプリンクラー設備の作動等によって前記経過時間tの途中から火災の拡大が抑制される現象を、前記移行時間tの前後で発熱速度Qの算出式を二式に場合分けすることにより模擬している(上記式1−1を参照)。そして、これら二式を織り込んで、上記請求項1における煙層の下端高さZを算出する上記式1−3が規定されているとともに、当該式1−3の計算に必要な前記下端高さHを算出するための上記式1−2が規定されている。よって、上記式1−3に基づいて計算すれば、前記火災の拡大の抑制現象を考慮した煙層の下端高さZの算定を、高い精度で行うことができる。 According to the invention shown in the first aspect, the phenomenon that the expansion of the fire is prevented from the middle of the elapsed time t by the operation or the like of the sprinkler, the calculation formula of the heat release rate Q f before and after the transition time t c The simulation is performed by dividing into two cases (see the above equation 1-1). Then, the above formula 1-3 for calculating the lower end height Z of the smoke layer in the above claim 1 is defined by incorporating these two formulas, and the lower end height required for the calculation of the formula 1-3 is defined. the above equation 1-2 for calculating the H c is defined. Therefore, if it calculates based on said Formula 1-3, calculation of the lower end height Z of the smoke layer which considered the suppression phenomenon of the said fire expansion can be performed with high precision.

また、上記式1−3は、排煙係数Csm、及び、排煙開始時間tsmといった排煙に係る入力パラメータを有しているので、排煙設備による排煙効果も考慮して煙層の下端高さZを高い予測精度で算定可能となる。 Further, since the above expression 1-3 has input parameters related to smoke emission such as the smoke emission coefficient C sm and the smoke emission start time t sm, the smoke layer is also considered in consideration of the smoke emission effect by the smoke emission equipment. Can be calculated with high prediction accuracy.

更には、上記式1−3及び上記式1−2におけるAf、Hf、α、Q、ρs、C、Csm、t、t、及びtsmという入力パラメータに、該当する具体的数値を代入しさえすれば、前記煙層の下端高さZを簡単に算定することができる。 Furthermore, it corresponds to the input parameters A f , H f , α, Q c , ρ s , C m , C sm , t, t c , and t sm in the above formulas 1-3 and 1-2. As long as a specific numerical value is substituted, the lower end height Z of the smoke layer can be easily calculated.

請求項2に示す発明は、排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する方法であって、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、
上式2−1により与えられるとともに、
前記移行時間t[s]が、火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記移行時間t[s]以上の場合において、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、前記火災成長率α[kW/ s2]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙開始時間tsm[s]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、
上式2−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、及び前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、
上式2−3により算出することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a method for calculating the lower end height Z [m] of the smoke layer formed by the smoke of the fire when a fire occurs in the room of the building where the smoke exhausting facility is installed. Because
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,
Given by equation 2-1 above,
The transition time t c [s] is equal to or longer than the smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, and the elapsed time t [s] is the transition time t c [s]. In the above case,
The smoke layer lower end height H c [m] at the transition time t c [s], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the smoke layer density ρ s [kg / m 3 ], the living room Floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] related to the generation of smoke due to fire, the transition time t c [s], Smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission start time t sm [s], and Using the ceiling height H f [m] of the living room,
Calculated by the above equation 2-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the transition time t c [s], and the lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s], and the elapsed time t [s],
It is calculated by the above equation 2-3.

上記請求項2に示す発明によれば、スプリンクラー設備の作動等によって前記経過時間tの途中から火災の拡大が抑制される現象を、前記移行時間tの前後で発熱速度Qの算出式を二式に場合分けすることにより模擬している(上記式2−1を参照)。そして、これら二式を織り込んで、煙層の下端高さZを算出する上記式2−3が規定されているとともに、当該式2−3の計算に必要な前記下端高さHを算出するための上記式2−2が規定されている。よって、上記式2−3に基づいて計算すれば、前記火災の拡大の抑制現象を考慮した煙層の下端高さZの算定を、高い精度で行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the phenomenon in which the expansion of the fire is suppressed from the middle of the elapsed time t due to the operation of the sprinkler facility, etc., is calculated using the formula for calculating the heating rate Q f before and after the transition time t c. This is simulated by dividing into two cases (see the above equation 2-1). Then, incorporate these two equations, along with the equation 2-3 to calculate the lower height Z of the smoke layer is specified to calculate the lower height H c required for the calculation of the formula 2-3 The above equation 2-2 is defined. Therefore, if it calculates based on said Formula 2-3, calculation of the lower end height Z of the smoke layer which considered the suppression phenomenon of the said fire expansion can be performed with high precision.

また、上記式2−2及び上記式2−3は、排煙係数Csm、及び、排煙開始時間tsmといった排煙に係る入力パラメータを有しているので、排煙設備による排煙効果も考慮して煙層の下端高さZを高い予測精度で算定可能となる。
更には、上記式2−3及び上記式2−2におけるAf、Hf、α、Q、ρs、C、Csm、t、t、及びtsmという入力パラメータに、該当する具体的数値を代入しさえすれば、前記煙層の下端高さZを簡単に算定することができる。
Moreover, since the said Formula 2-2 and the said Formula 2-3 have the input parameters which concern on smoke emission, such as smoke emission coefficient Csm and smoke release start time tsm , the smoke emission effect by smoke emission equipment The lower end height Z of the smoke layer can be calculated with high prediction accuracy.
Furthermore, it corresponds to the input parameters A f , H f , α, Q c , ρ s , C m , C sm , t, t c , and t sm in the above formulas 2-3 and 2-2. As long as a specific numerical value is substituted, the lower end height Z of the smoke layer can be easily calculated.

請求項3に示す発明は、請求項1又は2に記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記移行時間t[s]は、
前記火災発生から前記居室内のスプリンクラー設備が作動するまでに要する時間tsp[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火源に係る可燃物表面全体に燃焼が拡大するまでに要する時間tfuel[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火災が換気支配火災となるまでに要する時間top[s]であることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is the calculation method of the lower end height of the smoke layer of Claim 1 or 2,
The transition time t c [s] is
The time t sp [s] required from the occurrence of the fire to the operation of the sprinkler equipment in the living room, or the time t fuel required from the occurrence of the fire until the combustion spreads over the entire surface of the combustible material associated with the fire source. [s] or a time t op [s] required from the occurrence of the fire until the fire becomes a ventilation-controlled fire.

上記請求項3に示す発明によれば、煙層の下端高さZを安全側に算定することができる。これは、一般に、スプリンクラー設備が設置されている場合や可燃物量が少ない場合においては、スプリンクラー設備が作動した時点もしくは可燃物表面全体に燃焼が拡大した時点の発熱速度が最大値であり、それ以降は鎮火に向かうが、この点につき、請求項1の式1−1及び請求項2の式2−1の発熱速度に係る構成に、上記の請求項3の構成を加味すると、スプリンクラー設備が作動した時点もしくは可燃物表面全体に燃焼が拡大した時点で発熱速度が一定(火災拡大が止まる)になると仮定すれば安全側の計算になるからである。   According to the third aspect of the present invention, the lower end height Z of the smoke layer can be calculated on the safe side. In general, when the sprinkler equipment is installed or the amount of combustible material is small, the heat generation rate at the time when the sprinkler equipment is activated or when the combustion spreads over the entire combustible material surface is the maximum value. However, in this respect, the sprinkler equipment is activated by adding the configuration of claim 3 to the configuration related to the heat generation rate of formula 1-1 of claim 1 and formula 2-1 of claim 2. This is because it is a safe calculation if it is assumed that the rate of heat generation is constant (fire expansion stops) at the time of combustion or when the combustion spreads over the entire surface of the combustible material.

請求項4に示す発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記排煙開始時間tsm [s]は、
前記火災発生から前記居室の火災感知器が火災を検知するまでに要する時間tdetect[s]、又は、前記火災発生から前記居室内の在室者が避難を開始するまでに要する時間tstart[s]以上の値とすることを特徴とする。
Invention of Claim 4 is the calculation method of the lower end height of the smoke layer in any one of Claims 1 thru | or 3, Comprising:
The smoke start time t sm [s] is
The time t detect [s] required from the occurrence of the fire until the fire detector in the room detects the fire, or the time t start [s] required for the occupant in the room to start evacuation from the occurrence of the fire s] or more.

上記請求項4に示す発明によれば、前記排煙開始時間tsmは、前記火災発生から前記居室の火災感知器が火災を検知するまでに要する時間tdetect、又は、前記火災発生から前記居室内の在室者が避難を開始するまでに要する時間tstart以上の値に設定されるので、実情に即した算定を行うことができる。この理由は、一般に、排煙口は火災感知器と連動して開放するか、又は手動開放装置によって人為的に開放されるからである。 According to the invention described in claim 4, the smoke start time t sm is the time t detect required from the occurrence of the fire until the fire detector of the living room detects the fire, or from the occurrence of the fire to the living room. Since it is set to a value equal to or longer than the time t start required for the occupant in the room to start evacuation, it is possible to perform a calculation in accordance with the actual situation. This is because the smoke outlet is generally opened in conjunction with the fire sensor or artificially opened by a manual opening device.

請求項5に示す発明は、請求項1乃至4の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は、
単位時間当たりの排煙量m[kg/s]、火源の発熱速度Q[kW]、煙層の下端高さZ[m]を用いて、
上式5−1により算出することを特徴とする。
Invention of Claim 5 is the calculation method of the lower end height of the smoke layer in any one of Claims 1 thru | or 4, Comprising:
The smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is
Flue gas volume m e per unit time [kg / s], heat release rate Q f of fire source [kW], with the lower end of the smoke layer height Z [m],
It is calculated by the above equation 5-1.

上記請求項5に示す発明によれば、排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は煙発生係数Cm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]と同じ次元として表現されるため、煙の排出による低減効果を容易に把握することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5 / 3 / s 2/3 ], it is expressed as the same dimension, so it is possible to easily grasp the reduction effect due to smoke emission.

請求項6に示す発明は、請求項1乃至5の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記煙層の密度ρs[kg/m3]は、前記経過時間t[s]における前記煙層の温度Ts[K]を用いて、
上式6−1により算出されることを特徴とする。
Invention of Claim 6 is the calculation method of the lower end height of the smoke layer in any one of Claim 1 thru | or 5, Comprising:
The density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer is obtained by using the temperature T s [K] of the smoke layer at the elapsed time t [s],
It is calculated by the above equation 6-1.

上記請求項6に示す発明によれば、前記煙層の密度ρs[kg/m3]を、前記経過時間tにおける前記煙層の温度Tsを加味して算出するので、煙層の密度ρsが変化することも、煙層の下端高さの算定に反映できて、より精度の高い予測が可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer is calculated in consideration of the temperature T s of the smoke layer at the elapsed time t. Changes in ρ s can also be reflected in the calculation of the lower end height of the smoke layer, enabling more accurate prediction.

請求項7に示す発明は、請求項1乃至6の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法に基づいて、建築物の火災時の避難安全性能を評価する方法であって、
前記火災発生から前記居室内の在室者が避難を完了するまでの時間をtescapeとした場合に、前記経過時間tに前記時間tescapeを代入することにより、避難完了時点の煙層の下端高さZescapeを算定するステップと、
算定された前記煙層の下端高さZescapeと、避難安全上の限界煙層高さHlimとを比較するステップと、を備えていることを特徴とする。
上記請求項7に示す発明によれば、前記避難完了時点の煙層の下端高さZescapeと、前記限界煙層高さHlimとを単純に大小比較すれば、建築物の火災時の避難安全性能を評価することができる。
The invention shown in claim 7 is a method for evaluating evacuation safety performance at the time of fire of a building based on the calculation method of the lower end height of the smoke layer according to any one of claims 1 to 6,
When the time from the occurrence of the fire until the occupant in the room completes evacuation is defined as t escape , the time t escape is substituted for the elapsed time t, so that the lower end of the smoke layer at the time of evacuation completion Calculating the height Z escape ;
A step of comparing the calculated lower end height Z escape of the smoke layer with a limit smoke layer height H lim for evacuation safety.
According to the seventh aspect of the present invention, if the height Z escape of the smoke layer at the time when the evacuation is completed and the limit smoke layer height H lim are simply compared, the evacuation at the time of fire of the building Safety performance can be evaluated.

請求項8に示す発明は、請求項1乃至6の何れか1項に記載の算定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。
上記請求項8に示す発明によれば、コンピュータ等のデータ処理装置によって前記算定方法を実行することができる。また、インターネットなどの電気通信回線を利用して前記プログラムを頒布することができて、もって希望者は前記算定方法を容易に利用可能となる。
The invention described in claim 8 is a program that causes a computer to execute the calculation method according to any one of claims 1 to 6 .
According to the eighth aspect of the present invention, the calculation method can be executed by a data processing device such as a computer. Further, the program can be distributed using an electric communication line such as the Internet, so that the applicant can easily use the calculation method .

請求項9に示す発明は、排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する算定システムであって、
数値演算を行う数値演算処理部を有し、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、
上式9−1により与えられるとともに、
火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm [s]が前記移行時間t[s]以上で、かつ火災発生からの経過時間t[s]が前記排煙開始時間tsm [s]以上の場合において、
前記数値演算処理部は、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記火災成長率α[kW/s2]、前記移行時間t[s]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、
上式9−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙開始時間tsm[s]、前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、
上式9−3により算出することを特徴とする。
上記請求項9に示す発明によれば、請求項1と同様の作用効果を奏することができる。
The invention according to claim 9 is a calculation for calculating the lower end height Z [m] of the smoke layer formed by the smoke of the fire when a fire occurs in the room of the building where the smoke exhausting facility is installed. A system,
It has a numerical operation processing unit that performs numerical operations,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,
Given by equation 9-1 above,
The smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke emission, is equal to or longer than the transition time t c [s], and the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire is the smoke start time t In case of sm [s] or more,
The numerical operation processing unit
The lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s] is set as the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2 / 3 ], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the transition time t c [s], the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, the floor area A f [m 2 ] of the living room, And the ceiling height H f [m] of the living room,
Calculated by the above equation 9-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the smoke emission coefficient C sm related to the emission of smoke from the room by the smoke removal facility [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], transition time t c [s], smoke start time t sm [s], smoke layer at the transition time t c [s] Using the lower end height H c [m] and the elapsed time t [s],
It is calculated by the above equation 9-3.
According to the ninth aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect can be achieved.

請求項10に示す発明は、排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する算定システムであって、
数値演算を行う数値演算処理部を有し、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、
上式10−1により与えられるとともに、
前記移行時間t[s]が、火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記移行時間t[s]以上の場合において、
前記数値演算処理部は、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、前記火災成長率α[kW/ s2]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙開始時間tsm[s]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、
上式10−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、及び前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、
上式10−3により算出することを特徴とする。
上記請求項10に示す発明によれば、請求項2と同様の作用効果を奏することができる
The invention shown in claim 10 is a calculation for calculating the lower end height Z [m] of the smoke layer formed by the smoke of the fire when a fire occurs in the room of the building where the smoke exhausting facility is installed. A system,
It has a numerical operation processing unit that performs numerical operations,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,
Given by equation 10-1 above,
The transition time t c [s] is equal to or longer than the smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, and the elapsed time t [s] is the transition time t c [s]. In the above case,
The numerical operation processing unit
The smoke layer lower end height H c [m] at the transition time t c [s], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the smoke layer density ρ s [kg / m 3 ], the living room Floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] related to the generation of smoke due to fire, the transition time t c [s], Smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission start time t sm [s], and Using the ceiling height H f [m] of the living room,
Calculated by the above equation 10-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the transition time t c [s], and the lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s], and the elapsed time t [s],
It is calculated by the above equation 10-3.
According to the tenth aspect of the present invention, the same effect as that of the second aspect can be achieved.

本発明に係る煙層の下端高さの算定方法、建築物の火災時の避難安全性能の評価方法、及び、煙層の下端高さの算定システムなどによれば、排煙設備を備えた建築物の居室内の火災により生じた煙層の下端高さを簡単に算出可能であり、しかも、前記居室内のスプリンクラー設備の作動等により火災の拡大が抑制される現象も考慮して、前記煙層の下端高さを高精度に算出可能となる。   According to the calculation method of the lower end height of the smoke layer, the evaluation method of the evacuation safety performance at the time of fire of the building, and the calculation system of the lower end height of the smoke layer according to the present invention, the building having the smoke exhausting equipment It is possible to easily calculate the lower end height of the smoke layer caused by the fire in the living room of the object, and to take into account the phenomenon that the expansion of the fire is suppressed by the operation of the sprinkler equipment in the living room, etc. It becomes possible to calculate the lower end height of the layer with high accuracy.

===本実施形態===
本実施形態に係る煙層の下端高さの算定方法は、例えば、建築物の設計段階、または既存建築物のプラン変更もしくは用途変更段階において、建築物の火災時の避難安全性能を評価する際に使用される。
=== This Embodiment ===
The calculation method of the lower end height of the smoke layer according to the present embodiment is, for example, when evaluating the evacuation safety performance at the time of a building fire in a building design stage, or a plan change or application change stage of an existing building. Used for.

この煙層の下端高さ(以下、煙層下端高さとも言う)の算定方法は、図2に示すように排煙口10等の排煙設備による排煙効果、及び、スプリンクラー設備の作動等によって火災の途中から火災の拡大が抑制される現象(以下、火災拡大抑制現象という)の両者を考慮しながら、煙層下端高さを算出する方法である。   The calculation method of the lower end height of the smoke layer (hereinafter also referred to as the lower end height of the smoke layer) is as follows. As shown in FIG. 2, the smoke exhaust effect by the smoke exhaust facility such as the exhaust port 10 and the operation of the sprinkler facility, etc. This is a method of calculating the smoke layer lower end height while taking into consideration both the phenomenon in which the expansion of the fire is suppressed from the middle of the fire (hereinafter referred to as the fire expansion suppression phenomenon).

そして、後者の火災拡大抑制現象については、火災に係る想定火源を、下式1及び図3のグラフに示すような複合火源とすることにより模擬している。すなわち、この想定火源は、出火当初は成長火源(発熱速度Q[kW]が時間tの二乗に比例して増加する火源)であるが、移行時間tの経過後には、定常火源(発熱速度Qが時間によらず一定値Qの火源)に移行する前提としている。
And about the latter fire expansion suppression phenomenon, the assumed fire source concerning a fire is simulated by making it a compound fire source as shown in the following Formula 1 and the graph of FIG. That is, this assumed fire source is a growth fire source (a fire source in which the heat generation rate Q f [kW] increases in proportion to the square of the time t) at the beginning of the fire, but after the transition time t c has elapsed, It is assumed that the heat source (heat generation rate Q f is a constant value Q c fire source regardless of time) is transferred.

よって、煙層下端高さの簡易予測式は、火災発生を起点として経過時間tを定義した場合に、成長火源から定常火源へと移行する前記移行時間tと、居室内からの排煙を開始する排煙開始時間tsmとの大小関係によって、二つのケースに場合分けされる。 Therefore, when the elapsed time t is defined starting from the occurrence of a fire, the simple prediction formula for the smoke layer lower end height is the transition time t c for shifting from the growth source to the steady source, and the exhaust from the room. There are two cases depending on the magnitude relationship with the smoke start time t sm when smoke starts.

図4Aは、排煙開始時間tsm が移行時間t以上の場合(t≦tsm:ケース1)の説明図であり、逆に、図4Bは、移行時間tが排煙開始時間tsm以上の場合(tsm≦t:ケース2)の説明図である。 FIG. 4A is an explanatory diagram when the smoke emission start time t sm is equal to or longer than the transition time t c (t c ≦ t sm : Case 1). Conversely, FIG. 4B shows that the transition time t c is the smoke emission start time. It is explanatory drawing in the case of t sm or more (t sm ≦ t c : Case 2).

ここで、これら両図に示す各時間範囲A、B、Cにおいて、火災が排煙効果及び火災拡大抑制現象の両者の影響を受ける時間範囲は、図4Aのケース1においては、排煙開始時間tsmよりも後の時間範囲C、つまり経過時間tが排煙開始時間tsmよりも大きい時間範囲C(tsm≦t)であり、他方、図4Bのケース2においては、移行時間tよりも後の時間範囲C、つまり経過時間tが移行時間tよりも大きい時間範囲C(t≦t)である。よって、本実施形態に係る算定方法の算定対象の時間範囲は、図4Aのケース1の場合は時間範囲C(tsm≦t)となり、図4Bのケース2の場合には時間範囲C(t≦t)となる。 Here, in each time range A, B, and C shown in these two figures, the time range in which the fire is affected by both the smoke emission effect and the fire expansion suppression phenomenon is the smoke emission start time in case 1 of FIG. 4A. The time range C after t sm , that is, the time range C in which the elapsed time t is greater than the smoke start time t sm (t sm ≦ t), on the other hand, in case 2 of FIG. 4B, the transition time t c A time range C later than that, that is, a time range C in which the elapsed time t is larger than the transition time t c (t c ≦ t). Therefore, the calculation target time range of the calculation method according to the present embodiment is the time range C (t sm ≦ t) in the case 1 of FIG. 4A, and the time range C (t in the case 2 of FIG. 4B. c ≦ t).

そして、ケース1の場合の時間範囲C(tsm≦t)における煙層下端高さZの簡易予測式は、下式2で表される。
ここで、上式2中のHは、前記移行時間t[s]における煙層の下端高さHであって、下式3で表され、
また、それ以外のパラメータの意味は、次のとおりである。
f:居室の床面積[m2]
f:居室の天井高さ[m]
α:成長火源の火災成長率[kW/ s2]
:定常火源の発熱速度[kW]
m:煙の発生に係る煙発生係数[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]
sm:居室からの煙の排出に係る排煙係数[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]
t:火災発生からの経過時間[s]
:成長火源から定常火源へと移行する移行時間[s]
tsm:火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間[s]
ρs:煙層の密度[kg/m3]
そして、これらパラメータAf、Hf、α、Q、ρs、Cm、Csm、t、t、tsmに、該当する具体的数値を代入しさえすれば、ケース1の場合の煙層下端高さZを、時間範囲C(tsm≦t)内の任意の経過時間tに関して容易に求めることができる。
And the simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z in the time range C (t sm ≦ t) in case 1 is expressed by the following formula 2.
Here, H c in the above equation 2 is the lower end height H c of the smoke layer at the transition time t c [s], and is represented by the following equation 3.
The meanings of the other parameters are as follows.
A f : Floor area of the room [m 2 ]
H f : Ceiling height of the room [m]
α: Fire growth rate of the growth source [kW / s 2 ]
Q c : Heat generation rate of stationary fire source [kW]
C m : Smoke generation coefficient related to smoke generation [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ]
C sm : Smoke emission coefficient related to smoke emission from the room [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ]
t: Elapsed time since the occurrence of the fire [s]
t c : Transition time for transition from a growth source to a steady source [s]
t sm : Smoke start time [s], which is the time required from the start of a fire to the start of smoke
ρ s : smoke layer density [kg / m 3 ]
Then, as long as the corresponding specific numerical values are substituted for these parameters A f , H f , α, Q c , ρ s , C m , C sm , t, t c , t sm , the case 1 The smoke layer lower end height Z can be easily obtained with respect to an arbitrary elapsed time t within the time range C (t sm ≦ t).

他方、図4Bのケース2の時間範囲C(t≦t)における簡易予測式は、下式4で表される。
ここで、上式4中のHは、前記移行時間t[s]における煙層の下端高さHであって、下式5で表され、
また、それ以外のパラメータの意味は、前述したとおりである。
On the other hand, the simple prediction formula in the time range C (t c ≦ t) of case 2 in FIG. 4B is expressed by the following formula 4.
Here, H c in the above equation 4 is the lower end height H c of the smoke layer at the transition time t c [s], and is represented by the following equation 5.
The meanings of the other parameters are as described above.

そして、これらパラメータAf、Hf、α、Q、ρs、Cm、Csm、t、t、tsmに、該当する具体的数値を代入しさえすれば、ケース2の場合の煙層下端高さZを、時間範囲C(t≦t)内の任意の経過時間tに関して容易に求めることができる。 Then, if the corresponding specific numerical values are substituted for these parameters A f , H f , α, Q c , ρ s , C m , C sm , t, t c , t sm , the case of Case 2 The smoke layer lower end height Z can be easily obtained for an arbitrary elapsed time t within the time range C (t c ≦ t).

ちなみに、参考として、図4Aに示すケース1の時間範囲A(t≦t)及び時間範囲B(t≦t≦tsm)の簡易予測式を示すと、それぞれ、下式6及び下式7となる。
Incidentally, as a reference, simple prediction formulas of time range A (t ≦ t c ) and time range B (t c ≦ t ≦ t sm ) of case 1 shown in FIG. 7

また、同様に参考として、図4Bに示すケース2の時間範囲A(t≦tsm)及び時間範囲B(tsm≦t≦t)の簡易予測式を示すと、それぞれ、下式8及び下式9となる。
Similarly, as a reference, simple prediction formulas of the time range A (t ≦ t sm ) and the time range B (t sm ≦ t ≦ t c ) of Case 2 shown in FIG. The following formula 9 is obtained.

そして、上式6〜上式9中の各パラメータAf、Hf、α、Q、ρs、Cm、Csm、t、t、tsmに、該当する具体的数値を代入しさえすれば、ケース1及びケース2の場合の煙層下端高さZを、時間範囲A及び時間範囲B内の任意の経過時間tに関して容易に求めることもできる。
以下、各パラメータα、Q、ρs、Cm、Csm、t、tsmについて説明する。また、本実施形態に係る式2及び式4の導出法については後述する。
Then, the corresponding specific numerical values are substituted into the parameters A f , H f , α, Q c , ρ s , C m , C sm , t, t c , t sm in the above equations 6 to 9. As long as this is done, the smoke layer lower end height Z in the case 1 and the case 2 can be easily obtained with respect to an arbitrary elapsed time t within the time range A and the time range B.
Hereinafter, each parameter α, Q c , ρ s , C m , C sm , t c , and t sm will be described. A method for deriving Equations 2 and 4 according to this embodiment will be described later.

(1)成長火源の火災成長率α
前述したように、出火当初の火源としては、下式10に示すような時間t[s]の2乗に比例して大きくなる成長火源Q(発熱速度)[kW]を想定している。
そして、上式10における比例定数α[kW/ s2]が、火災成長率αである。この火災成長率αは、例えば、想定される可燃物の燃焼実験の結果から算出されるか、又は、避難安全検証法(平成12年建告第1441号)に基づき下式11により算出される。
なお、αは、火災空間内の収納可燃物の燃焼による火災成長率[kW/s2]であり、火災空間内の家具等といった可燃物に応じて設定される。一方、αは、火災空間の内装材料の燃焼による火災成長率[kW/s2]であり、火災空間の壁および天井を構成する仕上げ材の不燃性を勘案して設定される。これら火災空間に係る諸条件と、火災成長率α、αの具体的数値との関係は、平成12年建告第1441号に対照して記載されており、これを参照して設定することができる。
(1) Growth rate α of growth fire source
As described above, assuming that the fire source at the beginning of the fire is a growth fire source Q f (heat generation rate) [kW] that increases in proportion to the square of the time t [s] as shown in the following formula 10. Yes.
The proportionality constant α [kW / s 2 ] in the above equation 10 is the fire growth rate α. This fire growth rate α is calculated from, for example, the result of an assumed combustible material combustion experiment, or calculated by the following equation 11 based on the Evacuation Safety Verification Act (2000 Decree No. 1441). .
Α f is a fire growth rate [kW / s 2 ] due to combustion of combustible materials stored in the fire space, and is set according to combustible materials such as furniture in the fire space. On the other hand, α m is the fire growth rate [kW / s 2 ] due to combustion of the interior material of the fire space, and is set in consideration of the non-combustibility of the finishing material constituting the wall and ceiling of the fire space. The relationship between the various conditions related to the fire space and the specific values of the fire growth rates α f and α m are described in contrast to 2000 Decree No. 1441, and shall be set with reference to this. be able to.

(2)定常火源の発熱速度Q
定常火源の発熱速度Qc[kW]は、スプリンクラー設備作動時の発熱速度Qsp[kW]、可燃物表面全体へ燃焼が拡大した時の発熱速度Qfuel[kW]または換気支配火災時における発熱速度Qop[kW]の何れかの最小値を用いればよい。
スプリンクラー設備作動時の発熱速度Qsp[kW]は、文献(田中哮義著「改訂版建築火災安全工学入門」、日本建築センター、2002、p174-175)によれば、火源からスプリンクラーヘッドまでの水平距離r[m]、スプリンクラー設備の作動温度Tsp[K]、火災空間の天井高さH [m]を用いて、下式12により算出できる。
(2) Heat generation rate Q c of steady fire source
The heat generation rate Q c [kW] of the steady fire source is the heat generation rate Q sp [kW] when the sprinkler facility is operated, the heat generation rate Q fuel [kW] when the combustion spreads over the entire combustible surface, or the ventilation-controlled fire Any minimum value of the heat generation rate Q op [kW] may be used.
The heat generation rate Q sp [kW] during the operation of the sprinkler equipment can be calculated from the fire source to the sprinkler head according to the literature (Takayoshi Tanaka “Revised Architecture Fire Safety Engineering Introduction”, Nippon Building Center, 2002, p174-175). Using the horizontal distance r [m], the operating temperature T sp [K] of the sprinkler equipment, and the ceiling height H f [m] of the fire space.

可燃物表面全体へ燃焼が拡大した時の発熱速度Qfuelは、可燃物の単位面積当たりの発熱速度q” [kW/m]と可燃物表面積Afuel[m]とを掛け合わせることにより、下式13で算出できる。
The heat generation rate Q fuel when combustion spreads over the entire surface of the combustible material is obtained by multiplying the heat generation rate q ”[kW / m 2 ] per unit area of the combustible material and the surface area A fuel [m 2 ] of the combustible material. And can be calculated by the following equation 13.

可燃物の単位面積当たりの発熱速度q” [kW/m]は130〜400[kW/m]とするのが一般的であるが、耐火性能検証法(建設省平成12年建告第1443号)において燃焼型支配因子χ=∞として算定した場合の値48[kW/m]とすることも可能である。また、可燃物表面積Afuelは、実態に合わせて表面積を算定するか、または耐火性能検証法(建設省平成12年建告第1443号)に定められる算出手法を用いることが可能である。 The heat generation rate q ”[kW / m 2 ] per unit area of combustible materials is generally 130 to 400 [kW / m 2 ], but the fire resistance verification method (Ministry of Construction 2000 1443) can be set to 48 [kW / m 2 ] when calculated as the combustion type control factor χ = ∞, and is the surface area of the combustible material A fuel calculated according to the actual situation? Alternatively, it is possible to use a calculation method defined in the Fire Resistance Performance Verification Act (Ministry of Construction 2000 Decree No. 1443).

換気支配火災時における発熱速度Qop[kW]は、文献(田中哮義著「改訂版建築火災安全工学入門」、日本建築センター、2002、p196)によれば、当該火災室の開口部の面積Aop[m2]ならびに高さHop[m]を用いて、下式14により算出できる。
なお、定常火源の発熱速度Qc[kW]が、下式15である場合には、移行時間tc[s]は、下式16により算出できる。
The heat generation rate Q op [kW] during a ventilation-controlled fire, according to the literature (Tanaka Yoshiyoshi, “Revised Architecture Fire Safety Engineering Introduction”, Nippon Building Center, 2002, p196), is the area of the opening of the fire room. Using A op [m 2 ] and the height H op [m], it can be calculated by the following equation 14.
When the heat generation rate Q c [kW] of the steady fire source is expressed by the following equation 15, the transition time t c [s] can be calculated by the following equation 16.

(3)成長火源から定常火源へと移行する移行時間t
この移行時間tには、例えば、前記火災発生から、前記居室内のスプリンクラー設備が作動するまでに要する時間tsp[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火源に係る可燃物表面全体に燃焼が拡大するまでに要する時間tfuel[s]が設定される。
そして、これらの時間tsp又はtfuelが設定されれば、安全側の想定となる。これは、スプリンクラー設備が設置されている場合や可燃物量が少ない場合においては、スプリンクラー設備が作動した時点もしくは可燃物表面全体に燃焼が拡大した時点の発熱速度が最大値であり、それ以降は鎮火に向かうからであり、それ故、計算上はスプリンクラー設備が作動した時点もしくは可燃物表面全体に燃焼が拡大した時点で発熱速度が一定(火災拡大が止まる)になると考えておけば安全側の想定となる。
(3) Transition time t c for transition from a growth source to a steady source
The transition time t c includes, for example, the time t sp [s] required from the occurrence of the fire to the operation of the sprinkler equipment in the living room, or the entire surface of the combustible material related to the fire source from the occurrence of the fire. The time t fuel [s] required for the combustion to expand is set.
And if these time tsp or tfuel is set, it will be a safe assumption. When the sprinkler equipment is installed or the amount of combustible material is small, the heat generation rate at the time when the sprinkler equipment is activated or the combustion spreads over the entire surface of the combustible material is the maximum value. Therefore, in the calculation, it is assumed that the rate of heat generation will be constant (when the fire spread stops) when the sprinkler facility is activated or when the combustion spreads over the entire combustible surface. It becomes.

(4)煙発生係数Cm
煙発生係数Cmは、火災から発生した燃焼ガスや煤等を含んだ熱気流が上昇する際に、周囲の空気を巻き込んで膨張する際の係数である。そして、その値としては、例えば、非特許文献3の「改訂版建築火災安全工学入門」に常数として示されているように、0.08や0.076[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]が使用される。ただし、スプリンクラー設備が作動した場合は通常時の1.6〜2.2倍となるという報告もある(文献:桑名裕太他:スプリンクラー設備作動時の区画内煙性状〜火災プルームの測定および考察〜,日本建築学会大会学術講演梗概集(A-2),pp.245-246,2007)。
(4) Smoke generation coefficient C m
The smoke generation coefficient C m is a coefficient when the surrounding air is entrained and expanded when a hot air stream containing combustion gas or soot generated from a fire rises. As the value, for example, as shown as a constant in “Introduction to Revised Architectural Fire Safety Engineering” of Non-Patent Document 3, 0.08 or 0.076 [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is used. However, there is a report that when the sprinkler equipment is activated, it will be 1.6 to 2.2 times the normal time (Reference: Yuta Kuwana et al .: Smoke properties in the compartment when the sprinkler equipment is activated-Fire plume measurement and consideration-, Japanese Architecture Summary of Academic Conference Academic Lecture (A-2), pp.245-246, 2007).

(5)排煙開始時間tsm
排煙開始時間tsmは、火災発生から排煙設備が排煙開始するまでに要する時間[s]である。よって、排煙開始時間tsm は、例えば、火災発生から火災感知器が火災を検知するまでに要する時間tdetect[s]以上の値、もしくは在室者の避難開始時間tstart[s]以上の値に設定される。
(5) Smoke start time t sm
The smoke emission start time t sm is the time [s] required from the occurrence of a fire until the smoke emission facility starts smoke emission. Therefore, the smoke start time t sm is, for example, a value that is greater than or equal to the time t detect [s] required from the occurrence of a fire until the fire detector detects the fire, or the evacuation start time t start [s] or more Is set to the value of

(6)排煙係数Csm
排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は、単位時間当たりの排煙量me [kg/s]と、火源発熱速度Qf[kW]と、煙層下端高さZ[m]とに基づいて、下式17により算出される。
(6) Smoke emission coefficient C sm
Flue coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3] is flue gas per unit time and m e [kg / s], fire source heat release rate Q f [kW] Based on the smoke layer lower end height Z [m], the following equation 17 is calculated.

ここで、一般に火源発熱速度Qf[kW]や煙層下端高さZ[m]は時々刻々と変化するため、排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]も変化する。しかし、排煙量が法定風量に比べ非常に大きい場合を除けば、排煙係数Csmは時間の経過とともに徐々に大きくなると考えられるので、各パラメータme、Qf、Zとして、排煙開始時点(排煙開始時間tsm)の排煙量me(sm)[kg/s]、同排煙開始時点の火源発熱速度Qf(sm)[kW]、同排煙開始時点の煙層下端高さZ(sm)[m]を用いて、下式18により計算すれば安全側の想定となる。
なお、排煙開始時点の煙層下端高さZ(sm)[m]の代わりに火災空間の天井高さHf[m]を用いて算出すればより安全側の想定となる。
Here, since the heat source heating rate Q f [kW] and smoke layer lower end height Z [m] generally change from moment to moment, the smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] also changes. However, except for the case where the amount of flue gas is very large compared to the legal amount of air flow, the flue gas coefficient C sm is considered to gradually increase with the passage of time, so as to start flue gas as parameters m e , Q f and Z Smoke amount m e (sm) [kg / s] at the time (smoke start time t sm ), fire source heat generation rate Q f (sm) [kW] at the start of smoke discharge, smoke at the time of smoke start If the lower layer height Z (sm) [m] is used and the following equation 18 is used for calculation, the assumption on the safe side is assumed.
Note that a safer assumption can be made by calculating using the ceiling height H f [m] of the fire space instead of the smoke layer lower end height Z (sm) [m] at the start of smoke emission.

また、上式18中の排煙開始時点の排煙量me(sm) [kg/s]は、例えば、平成12年建告第1441号の避難安全検証法に規定される排煙風量E[m3/分]を用いて下式19により算出できる。ここで、ρsは煙層の密度[kg/m3]であるが、排煙開始時点は火災の初期段階であることを勘案して1.0[kg/m3]と設定しておけば支障ない。
In addition, the smoke emission amount me (sm) [kg / s] at the start of the smoke emission in the above equation 18 is, for example, the smoke emission air amount E stipulated in the Evacuation Safety Verification Act of 2000 Decree No. 1441. Using [m 3 / min], it can be calculated by the following equation 19. Here, ρ s is the density of the smoke layer [kg / m 3 ], but if it is set to 1.0 [kg / m 3 ] considering that the start of smoke emission is the initial stage of fire Absent.

また、上式18中の排煙開始時点の火源発熱速度Qf(sm)[kW]は、下式20により算出される。
Further, the heat source heat generation rate Q f (sm) [kW] at the start of smoke emission in the above equation 18 is calculated by the following equation 20.

また、上式18中の排煙開始時点の煙層下端高さZ(sm)[m]は、排煙開始時間tsm[s]が移行時間t[s]以上の場合、つまり前記ケース1の場合は、下式21により算出され、
他方、排煙開始時間tsm[s]が移行時間t[s]以下の場合、つまり前記ケース2の場合は、下式22により算出される。
ここで、Aは火災空間の床面積[m]、Hは火災空間の天井高さ[m]、Cは煙発生係数[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3](=0.08又は0.076[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3])、αは火災成長率[kW/s2]、ρは煙層の密度[kg/m3]である。排煙開始時点は火災の初期段階であることを勘案して、ρには1.0 kg/m3を設定しておけば支障ない。
なお、上式21は、前述の式7の経過時間tに、排煙開始時点の時間たる排煙開始時間tsmを代入したものであり、また、上式22は、前述の式8の経過時間tに、排煙開始時点の時間たる排煙開始時間tsmを代入したものである(図4A及び図4Bを参照)。
Further, the smoke layer lower end height Z (sm) [m] at the start of smoke emission in the above equation 18 is the case where the smoke emission start time t sm [s] is equal to or longer than the transition time t c [s], that is, the case described above. In the case of 1, it is calculated by the following equation 21,
On the other hand, when the smoke emission start time t sm [s] is equal to or shorter than the transition time t c [s], that is, in the case 2 described above, the calculation is performed by the following expression 22.
Here, A f is the floor area [m 2 ] of the fire space, H f is the ceiling height [m] of the fire space, and C m is the smoke generation coefficient [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2 / 3 ] (= 0.08 or 0.076 [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ]), α is the fire growth rate [kW / s 2 ], ρ s is the smoke layer density [kg / m 3 ]. Flue gas at the start by considering that the initial stage of fire, [rho no problem by setting the 1.0 kg / m 3 in the s.
The above equation 21 is obtained by substituting the smoke start time t sm which is the time at the start of smoke emission into the elapsed time t of the above equation 7, and the above equation 22 is the passage of the above equation 8. The smoke emission start time t sm , which is the time at the start of smoke emission, is substituted for the time t (see FIGS. 4A and 4B).

(7)煙層の密度ρs
煙層の密度ρsは、例えば1.0[kg/m3]としておけば概ね安全側の計算結果が得られるので、1.0[kg/m3]として計算しても良い。但し、排煙設備が作動して以降は、煙層の密度ρsが1.0未満となる可能性があるので、望ましくは、煙層温度Ts[K]を用いて下式23により算出すると、より精度の高い予測が可能となる。
なお、式23の「min( , )」という演算記号の意味は、算出された353/Tの値と1.0とを比較し、小さい方の値を煙層の密度ρsにするという意味である。また、前者の「353/T」は、ρ×T=353(一定)という物理原則に則っている。
(7) Smoke density ρ s
If the density ρ s of the smoke layer is set to 1.0 [kg / m 3 ], for example, a calculation result on the safe side can be obtained. Therefore, it may be calculated as 1.0 [kg / m 3 ]. However, since the smoke layer density ρ s may become less than 1.0 after the smoke evacuation facility is activated, preferably, the smoke layer temperature T s [K] is used to calculate the following equation 23. More accurate prediction is possible.
Note that the meaning of the operation symbol “min (,)” in Expression 23 is that the calculated value of 353 / T s is compared with 1.0, and the smaller value is used as the smoke layer density ρ s. is there. The former “353 / T s ” is based on the physical principle of ρ s × T s = 353 (constant).

ここで、式23中の煙層温度T[K]の求め方の一例を説明する。
ある時間に火源より発生した熱量Qが、火源上の上昇気流に連行される空気量mp [kg/s](初期温度T)を煙層温度Tまで暖めるために使われる熱量および周壁への熱伝達により失われる熱量に分配されると仮定する、すなわち、下式24のエネルギー保存式が成り立つと仮定すると、煙層温度T[K]は下式25のように変形される。
ここで、Qは経過時間tにおける火源発熱速度[kW]、cは定圧比熱[kJ/kgK]、mpは経過時間tの時点における煙発生量[kg/s]、Aは煙層が接する部分の天井および周壁面積[m2]、hは経過時間tの時点の実効熱伝達率[kW/m2K]、Tは周囲空気温度[K]である。
Here, an example of how to obtain the smoke layer temperature T s [K] in Equation 23 will be described.
The amount of heat Q f generated from the fire source at a certain time is used to warm the air amount m p [kg / s] (initial temperature T ) entrained by the rising airflow over the fire source to the smoke layer temperature T s Assuming that heat is distributed to the amount of heat and the amount of heat lost by heat transfer to the peripheral wall, that is, assuming that the energy conservation equation of the following equation 24 holds, the smoke layer temperature T s [K] is transformed as the following equation 25: Is done.
Here, fire source heat generation rate in the Q f is the elapsed time t [kW], c p is the specific heat at constant pressure [kJ / kgK], smoke generation amount at the time of m p is the elapsed time t [kg / s], A w is The ceiling and peripheral wall area [m 2 ] of the part where the smoke layer contacts, h k is the effective heat transfer coefficient [kW / m 2 K] at the elapsed time t, and T is the ambient air temperature [K].

上式25中の煙発生量mp[kg/s]は、避難安全上支障のある煙層下端高さ(限界煙層高さHlim)における煙発生量と仮定し、下式26により求めれば安全側の計算となる。また、下式26中の限界煙層高さHlimは1.8[m]とするのが一般的である。ここで、前述したように、Cは煙発生係数(=0.08又は0.076)[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]であり、Qは経過時間tの時点の火源発熱速度[kW]であり、前述の式1により計算される。
The smoke generation amount m p [kg / s] in the above equation 25 is calculated by the following equation 26 assuming the smoke generation amount at the smoke layer lower end height (limit smoke layer height H lim ) that hinders evacuation safety. This is a safe calculation. Further, the limit smoke layer height H lim in the following formula 26 is generally set to 1.8 [m]. Here, as described above, C m is the smoke generation coefficient (= 0.08 or 0.076) [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], and Q f is the time at the elapsed time t. It is the heat source heat generation rate [kW], and is calculated by the above-mentioned equation 1.

また、上式25中の熱伝達率h[kW/m2K] は、非特許文献3の「改訂版建築火災安全工学入門」によれば、実効値として下式27により算定できる。ここで、λは天井(壁)材の熱伝導率[kW/mK]、ρは天井(壁)材の密度[kg/m3]、cは天井(壁)材の比熱[kJ/kgK]、tは経過時間[s]である。なお、火災の初期段階において式27は非常に大きな値をとることがあるため、上限値として0.015〜0.023[kW/m2K]の任意値を設定するのが好ましい。
In addition, the heat transfer coefficient h k [kW / m 2 K] in the above equation 25 Can be calculated as an effective value according to the following equation 27 according to “Introduction to the revised version of architectural fire safety engineering” of Non-Patent Document 3. Here, lambda c is a ceiling (wall) material thermal conductivity of [kW / mK], ρ c is the density of the ceiling (wall) material [kg / m 3], c c is the specific heat of the ceiling (wall) material [kJ / kgK], t is the elapsed time [s]. In addition, since Equation 27 may take a very large value at the initial stage of the fire, it is preferable to set an arbitrary value of 0.015 to 0.023 [kW / m 2 K] as the upper limit value.

ちなみに、これら式23〜式27の計算式を用いて、移行時間tにおける煙層の密度ρsや、排煙係数Csmの算定に用いた排煙開始時間tsmの煙層の密度ρsを算定することも可能である。
例えば、前述の式3や式5を用いて、前記移行時間t[s]の煙層下端高さHcを求める際に、同式3や式5式中の煙層の密度ρsに対して、上述の式23により求めた値を代入しても良い。なお、この場合には、上述の式23の計算に必要なパラメータの経過時間tに対して、前記移行時間tが代入される。例えば、式23に係る煙層温度Tsに対して、移行時間tにおける煙層の温度Tsが代入等される。
他方、前述した排煙係数Csmの算定において、排煙開始時間tsmの煙層の密度ρsを算定する場合には、上述の式23の計算に必要なパラメータの経過時間tに対して、前記排煙開始時間tsmが代入等される。
By the way, the smoke layer density ρ s at the transition time t c and the smoke layer density ρ sm at the smoke start time t sm used for the calculation of the smoke exhaust coefficient C sm are calculated using the formulas 23 to 27. It is also possible to calculate s .
For example, when the smoke layer lower end height Hc of the transition time t c [s] is obtained using the above-described formula 3 and formula 5, the smoke layer density ρ s in the formula 3 and formula 5 is determined. Thus, the value obtained by the above equation 23 may be substituted. In this case, the transition time t c is substituted for the elapsed time t of the parameter necessary for the calculation of Equation 23 described above. For example, with respect to the smoke layer temperature T s according to Equation 23, the temperature T s of the smoke layer in the transition time t c is substituted or the like.
On the other hand, in the calculation of flue coefficient C sm described above, when calculating the density [rho s smoke layer of flue start time t sm, to the elapsed time t parameters required for the calculation of Equation 23 above The smoke emission start time t sm is substituted.

以上、本実施形態に係る煙層下端高さの算定方法について説明してきたが、ここで、この算定方法の作用効果について説明する。
先ず、この算定方法では、スプリンクラー設備の作動等によって前記経過時間tの途中から火災の拡大が抑制されるという現象を、前記移行時間tの前後で発熱速度Qの算出式を二式に場合分けすることにより模擬している(前記式1を参照)。そして、この式1を織り込んで、前述のケース1(t≦tsm)場合の煙層の下端高さZの簡易予測式として前記式2を規定し、また、前述のケース2(tsm≦t)の場合の同簡易予測式として前記式4を規定している。よって、式2及び式4に基づいて計算すれば、前記火災の拡大の抑制現象を考慮した煙層の下端高さZの算定を、高い精度で行うことができる。
As mentioned above, although the calculation method of the smoke layer lower end height which concerns on this embodiment has been demonstrated, the effect of this calculation method is demonstrated here.
First, in this calculation method, the phenomenon that the expansion of the fire is suppressed from the middle of the elapsed time t due to the operation of the sprinkler facility, etc. is expressed in two formulas for calculating the heat generation rate Q f before and after the transition time t c. The simulation is performed by dividing the case (see Equation 1). Then, by incorporating this formula 1, the formula 2 is defined as a simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z in the case 1 (t c ≦ t sm ), and the case 2 (t sm The above formula 4 is defined as the simple prediction formula in the case of ≦ t c ). Therefore, if it calculates based on Formula 2 and Formula 4, the calculation of the lower end height Z of the smoke layer which considered the suppression phenomenon of the said fire expansion can be performed with high precision.

また、同式2及び式4、又は、式4の計算に必要な式5は、排煙係数Csmや排煙開始時間tsmといった排煙に係る入力パラメータを有しているので、排煙設備の排煙効果も考慮して煙層下端高さを高い予測精度で算定可能となる。 Further, the expression 2 and the expression 4 or the expression 5 necessary for the calculation of the expression 4 has input parameters related to the flue gas such as the flue gas coefficient C sm and the flue gas start time t sm. The smoke layer lower end height can be calculated with high prediction accuracy in consideration of the smoke emission effect of the equipment.

更には、この算定方法では、前記式2及び式4におけるAf、Hf、α、ρs、Cm、Csm、t、t、及び、tsmという入力パラメータに対して、該当する具体的数値を代入しさえすれば、煙層下端高さZを即座に算定することができる。よって、特に専門家でなくても簡単に煙層下端高さZを求めることが可能である。 Furthermore, this calculation method is applicable to the input parameters A f , H f , α, ρ s , C m , C sm , t, t c , and t sm in the equations 2 and 4. As long as a specific numerical value is substituted, the smoke layer lower end height Z can be immediately calculated. Therefore, it is possible to easily obtain the smoke layer lower end height Z even if not an expert.

図5は、ケース1(t≦tsm)の前記式2が奏し得る予測精度向上効果を検証するためのグラフである。縦軸には、算定結果である煙層下端高さZ[m]をとっており、また横軸には、火災発生からの経過時間t[s]をとっている。なお、同グラフには、比較のため、式2による算定結果以外に上述の避難安全検証法による算定結果とコンピュータモデルによる算定結果もプロットしている。ここで、コンピュータモデルによる算定結果は、文献(久次米真美子, 田中哮義:必要排煙量に基づいた居室避難安全評価手法, 日本建築学会環境系論文集 第586号, p1-8, 2004)に示された詳細計算の結果であり、つまり、排煙設備による排煙効果を加味して厳密に計算した謂わば厳密解(最も正確な計算結果)と言えるものである。 FIG. 5 is a graph for verifying the prediction accuracy improvement effect that can be achieved by Equation 2 of Case 1 (t c ≦ t sm ). The vertical axis represents the smoke layer lower end height Z [m], which is the calculation result, and the horizontal axis represents the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire. For comparison, the graph also plots the calculation result by the above-mentioned evacuation safety verification method and the calculation result by the computer model for comparison. Here, the calculation results using the computer model can be found in the literature (Mamiko Kumeme, Tomoyoshi Tanaka: A method for evaluating evacuation safety based on the required amount of flue gas, The Architectural Institute of Japan Environmental Studies Vol.586, p1-8, 2004 In other words, it is a so-called so-called exact solution (the most accurate calculation result) calculated strictly in consideration of the smoke emission effect by the smoke emission facility.

また、何れのグラフも算定の前提条件として、煙発生係数C=0.076[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、火災成長率α=0.0125[kW/s2]、床面積Af=3000[m]、天井高さH=2.8[m]、機械排煙設備(排煙風量W=1000[m3/分])を用いているが、コンピュータモデルおよび式2に関しては、更に、移行時間tを173[秒]に設定し、移行時間t経過後の発熱速度Qを3000[kw]に設定し、排煙開始時間tsmを329[秒]に設定している。 In addition, as for the precondition of calculation in all graphs, the smoke generation coefficient C m = 0.076 [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], fire growth rate α = 0.0125 [kW / s 2 ] , Floor area A f = 3000 [m 2 ], ceiling height H f = 2.8 [m], mechanical smoke exhaust system (smoke flow rate W = 1000 [m 3 / min]) Regarding Equation 2, the transition time t c is further set to 173 [seconds], the heat generation rate Q c after the transition time t c has elapsed is set to 3000 [kw], and the smoke emission start time t sm is set to 329 [seconds]. ] Is set.

また、式2の算定対象の時間範囲は前述したように、tsm≦tの時間範囲Cであるので、これ以外の時間範囲A(t≦t)及び時間範囲B(t≦t≦tsm)については、それぞれに、前述の式6及び式7で計算している。 Further, as described above, since the time range to be calculated in Expression 2 is the time range C where t sm ≦ t, the other time ranges A (t ≦ t c ) and time ranges B (t c ≦ t ≦ t) t sm ) is calculated by the above-described Equation 6 and Equation 7, respectively.

図5を参照すると、避難安全検証法では、経過時間tの全範囲に亘って、厳密解たるコンピュータモデルの算定結果と大きく乖離しているが、これに対して、本実施形態に係る式2によれば、コンピュータモデルの厳密解に近い算定結果が得られており、予測精度が飛躍的に向上しているのがわかる。また、避難安全検証法では過度に安全側に予測されているが、本実施形態に係る式2によれば、その算定対象の時間範囲たるtsmたる329秒以降を見ると、その煙層下端高さZは、コンピュータモデルよりも若干安全側に予測されているレベルである。よって、このことから、同式2を用いれば、建築物の設計条件を過度に制約すること無く、安心して建築物の避難安全性能を評価可能と考えられる。 Referring to FIG. 5, in the evacuation safety verification method, the calculation result of the computer model that is rigorously solved is greatly deviated over the entire range of the elapsed time t. According to, the calculation result close to the exact solution of the computer model is obtained, and it can be seen that the prediction accuracy is dramatically improved. Further, although it is predicted to be excessively safe in the evacuation safety verification method, according to the formula 2 according to the present embodiment, when the time range of the calculation target t sm 329 seconds or later is seen, the lower end of the smoke layer The height Z is a level that is predicted to be slightly safer than the computer model. Therefore, it can be considered that if Eq. 2 is used, the evacuation safety performance of the building can be evaluated with peace of mind without excessively restricting the design conditions of the building.

ところで、上述の式2又は式4による煙層下端高さZの算定方法は、パーソナルコンピュータに代表される一般的なデータ処理装置(算定システムに相当)を用いて容易に実行することができる。データ処理装置としては、例えば、中央処理装置(CPU:数値演算処理部に相当)、ハードディスク装置等のデータ記録装置、モニタ等の出力装置、キーボード等の入力装置、およびCD−ROMドライブ装置等のデータ読み取り装置を備えた通常構成のパーソナルコンピュータを用いることができる。   By the way, the calculation method of smoke layer lower end height Z by the above-mentioned formula 2 or formula 4 can be easily executed using a general data processor (equivalent to a calculation system) represented by a personal computer. Examples of the data processing device include a central processing unit (CPU: equivalent to a numerical operation processing unit), a data recording device such as a hard disk device, an output device such as a monitor, an input device such as a keyboard, and a CD-ROM drive device. A normal personal computer equipped with a data reader can be used.

そして、そのデータ記録装置には、予め、前述の式2又は式4を計算するための演算プログラムが格納されているとともに、前記CPUは当該演算プログラムを読み込んで実行する。つまり、前記入力装置によって入力された具体的数値を、式2又は式4中のAf、Hf、α、ρs、Cm、Csm、t、t、及び、tsmという入力パラメータに代入すれば、式3によるHcの計算、又は式5によるHの計算を経て煙層下端高さZを計算し、計算結果たる煙層下端高さZをモニタ表示する。 The data recording apparatus stores in advance an arithmetic program for calculating the above-described Equation 2 or Equation 4, and the CPU reads and executes the arithmetic program. That is, specific numerical values input by the input device are input parameters A f , H f , α, ρ s , C m , C sm , t, t c , and t sm in Expression 2 or 4. by substituting the calculation of Hc according to formula 3, or a smoke layer lower height Z calculated through the calculation of the H c according to equation 5, to monitor displays the serving calculations smoke layer lower height Z.

ここで、上記の演算プログラムとしては、米マイクロソフト社「Microsoft Excel」(商標)等の汎用の表計算ソフト等を用いることができる。例えば、前記「Microsoft Excel」を起動すれば、モニタには、縦横に配された多数のセルからなるワークシートが表示され、設計者は、前記式2又は式4を所定のセル(参照元のセル)に入力する。この時、式2を構成する入力パラメータは、前記所定のセル(参照元のセル)内で計算可能にすべく、入力パラメータの具体的数値を入力するための参照先のセルに関連付けられている。よって、参照先のセルに具体的数値が入力されれば、この具体的数値に基づいて前記式2又は式4が自動計算されて、計算結果たる煙層下端高さZが各参照元のセルに書き込まれ、モニタ表示されるようになっている。   Here, general-purpose spreadsheet software such as “Microsoft Excel” (trademark) of US Microsoft Corporation can be used as the arithmetic program. For example, when the “Microsoft Excel” is started, a worksheet including a large number of cells arranged vertically and horizontally is displayed on the monitor, and the designer can change the formula 2 or the formula 4 to a predetermined cell (reference source Cell). At this time, the input parameters constituting the expression 2 are associated with a reference destination cell for inputting a specific numerical value of the input parameter so that the input parameter can be calculated in the predetermined cell (reference source cell). . Therefore, if a specific numerical value is input to the reference destination cell, the formula 2 or the formula 4 is automatically calculated based on the specific numerical value, and the smoke layer lower end height Z as a calculation result is set to each reference source cell. And is displayed on the monitor.

尚、このような演算プログラムは、予めデータ記録装置に記録しておいても良いし、またはCD−ROM等のデータ記録媒体に記録された演算プログラムを、前記データ読み取り装置によって読み取るようにしても良い。更には、前記パーソナルコンピュータをインターネット等の電気通信回線に接続して、この回線に接続されたサーバーコンピュータからダウンロードするようにしても良い。   Such a calculation program may be recorded in advance in a data recording device, or a calculation program recorded in a data recording medium such as a CD-ROM may be read by the data reading device. good. Furthermore, the personal computer may be connected to a telecommunication line such as the Internet and downloaded from a server computer connected to this line.

===本実施形態の算定方法を用いた建築物の火災時の避難安全性能の評価方法===
図6は、上述の式2又は式4を用いて火災時の避難安全性能を評価する方法のフローチャートである。なお、この評価は、建築物の設計段階、または既存建築物のプラン変更もしくは用途変更段階等において適宜行われる。
=== Evaluation Method for Evacuation Safety Performance of Buildings in Fire Using the Calculation Method of this Embodiment ===
FIG. 6 is a flowchart of a method for evaluating the evacuation safety performance at the time of fire using the above-described Formula 2 or Formula 4. In addition, this evaluation is suitably performed in the design stage of a building, the plan change of an existing building, or a use change stage.

この評価方法では、火災の発生した居室から在室者が避難完了するまでの間に、火災により発生した煙が避難安全上支障のある高さ(限界煙層高さHlim[m])まで降下するか否かによって安全性を判定する。ここで、煙層下端高さZは時間tの経過とともに徐々に降下するのが一般的である。よって、図7に示すように、避難完了時点(避難完了時間tescape[s])の煙層下端高さZescapeと限界煙層高さHlimの大小関係のみを比較すれば安全性を評価できる。なお、限界煙層高さHlimには、通常1.8[m]が使用される。また、避難完了時間tescape[s]の算定方法については後述する。 In this evaluation method, until the occupant completes evacuation from the room where the fire occurred, the smoke generated by the fire is at a height that hinders evacuation safety (limit smoke layer height H lim [m]). Safety is judged by whether or not it descends. Here, the smoke layer lower end height Z generally decreases gradually as time t elapses. Therefore, as shown in FIG. 7, safety is evaluated by comparing only the magnitude relationship between the smoke layer lower end height Z escape and the limit smoke layer height H lim at the time of evacuation completion (evacuation completion time t escape [s]). it can. In addition, 1.8 [m] is normally used for the limit smoke layer height Hlim . A method for calculating the evacuation completion time t escape [s] will be described later.

以下、この避難安全性能の評価方法の具体的手順について図6を参照しつつ説明する。
先ず、ステップS101では、建築物の設計図等から算定条件を取得する。すなわち、居室(火災空間)の床面積A、天井高さH、火災成長率α、煙発生係数C、排煙条件(排煙方式、排煙口寸法等)などを取得する。なお、煙発生係数Cについては、予め、既定の常数として0.08又は0.076[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]を式2又は式4中に登録しておいても良い。
Hereinafter, a specific procedure of this evacuation safety performance evaluation method will be described with reference to FIG.
First, in step S101, calculation conditions are acquired from a design drawing or the like of a building. That is, the floor area A f of the living room (fire space), the ceiling height H f , the fire growth rate α, the smoke generation coefficient C m , the smoke emission conditions (the smoke emission method, the smoke outlet size, etc.) are acquired. As for the smoke generation coefficient C m , 0.08 or 0.076 [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is registered in Equation 2 or Equation 4 in advance as a predetermined constant. Also good.

次にステップS102では、移行時間tを算定する。この移行時間tとしては、上述したように、前記火災発生から、前記居室内のスプリンクラー設備が作動するまでに要する時間tsp[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火源に係る可燃物表面全体に燃焼が拡大するまでに要する時間tfuel[s]、 もしくは、前記火災発生から、前記火災が換気支配火災となるまでに要する時間top[s]が設定される。 Next, in step S102, the transition time t c is calculated. As described above, the transition time t c is the time t sp [s] required from the occurrence of the fire to the operation of the sprinkler equipment in the living room, or the combustibility related to the fire source from the occurrence of the fire. The time t fuel [s] required for the combustion to spread over the entire object surface, or the time t op [s] required for the fire to become a ventilation-controlled fire after the occurrence of the fire is set.

次にステップS103では、排煙開始時間tsmを算定する。この排煙開始時間tsmとしては、上述したように、火災感知器が火災を検知した時間tdetect[s]や在室者の避難開始時間tstart[s]等に基づいて、これらの値と同値またはこれらの値よりも大きな値が設定される。 Next, in step S103, the smoke start time t sm is calculated. As described above, the smoke start time t sm is based on the time t detect [s] when the fire detector detects a fire, the evacuation start time t start [s] of the occupant, and the like. Or a value larger than these values is set.

次にステップS104では、避難完了時間tescapeを算定する。この避難完了時間tescapeは、火災発生から在室者が避難完了するまでに要する時間[s]であり、例えば、平成12年建告第1441号の避難安全検証法に規定される方法を用いて、避難開始時間tstart[s]と歩行時間ttravel[s]と扉通過時間tqueue[s]の総和として計算される。なお、これらステップS101乃至S104の順番は、入れ替わっていても良い。 Next, in step S104, the evacuation completion time t escape is calculated. This evacuation completion time t escape is the time [s] required for the occupant to complete evacuation after the occurrence of a fire. For example, the method specified in the Evacuation Safety Verification Act of 2000 Decree No. 1441 is used. The sum of the evacuation start time t start [s], the walking time t travel [s], and the door passage time t queue [s] is calculated. Note that the order of these steps S101 to S104 may be changed.

次にステップS105では、移行時間tと排煙開始時間tsmの大小関係を比較する。そして、t≦tsmたるケース1の場合にはステップS106へ移行し、他方、tsm≦tたるケース2の場合にはステップS107へ移行する。 Next, in step S105, the magnitude relationship between the transition time t c and the smoke emission start time t sm is compared. In case 1 where t c ≦ t sm, the process proceeds to step S106, and in case 2 where t sm ≦ t c, the process proceeds to step S107.

ステップS106では、ケース1(t≦tsm)の場合について、避難完了時点の煙層下端高さZescapeを算定する。この算定は、前述の式2及び式3の各パラメータα、A、H、C、t、tsm、Csm、ρに対して、上述のステップS101〜S103等で得られた数値や、前記各パラメータ等に基づいて計算した排煙係数Csm及び煙層の密度ρを代入するとともに、同式2の経過時間tに、ステップS104で得られた避難完了時間tescapeを代入することによりなされる。なお、排煙係数Csmや、煙層の密度ρの計算については、このステップS106より前に予め計算しておいても良い。 In step S106, the smoke layer lower end height Z escape at the time of evacuation completion is calculated for case 1 (t c ≦ t sm ). This calculation is obtained in the above-described steps S101 to S103 and the like for each of the parameters α, A f , H f , C m , t c , t sm , C sm , and ρ s of the above formulas 2 and 3. And the smoke exhaustion coefficient C sm and smoke layer density ρ s calculated on the basis of the above parameters and the like, and the evacuation completion time t escape obtained in step S104 to the elapsed time t of the equation 2 This is done by substituting. Note that the calculation of the smoke emission coefficient C sm and the smoke layer density ρ s may be calculated in advance before step S106.

他方、ステップS107へ移行した場合には、ケース2(tsm≦t)の場合について、避難完了時点の煙層下端高さZescapeを算定する。この算定は、前述の式4及び式5の各パラメータα、A、H、C、t、tsm、Csm、ρに対して、上述のステップS101〜S103等で得られた数値や、前記各パラメータ等に基づいて計算した排煙係数Csm及び煙層の密度ρを代入するとともに、同式4の経過時間tに、ステップS104で得られた避難完了時間tescapeを代入することによりなされる。なお、前述のステップS106と同様に、排煙係数Csmや、煙層の密度ρの計算ついては、このステップS107よりも前に予め計算しておいても良い。 On the other hand, when the process proceeds to step S107, the smoke layer lower end height Z escape at the time of completion of evacuation is calculated for case 2 (t sm ≦ t c ). This calculation is obtained in the above-described steps S101 to S103 and the like for each of the parameters α, A f , H f , C m , t c , t sm , C sm , and ρ s of the above-described equations 4 and 5. And the smoke emission coefficient C sm and smoke layer density ρ s calculated on the basis of the above parameters and the like, and the evacuation completion time t escape obtained in step S104 to the elapsed time t of the equation 4 This is done by substituting. As in step S106 described above, the smoke emission coefficient C sm and the smoke layer density ρ s may be calculated in advance prior to step S107.

そうしたら、最後のステップS108では、ステップS106又はステップS107で算定された煙層下端高さZescapeを、既定の前記限界煙層高さHlimと比較する。そして、前記Zescapeが限界煙層高さHlim以上の場合には、建築物は安全であると判定して、避難安全性能の評価を終了するが、他方、前記Zescapeが限界煙層高さHlim未満の場合には、建築物は危険であると判定して、ステップS109で建築物を設計変更した後、ステップS101へ戻り、その変更図面に基づく新たな算定条件の下で、上述のステップS102〜ステップS108を繰り返す。 Then, in the last step S108, the smoke layer lower end height Z escape calculated in step S106 or step S107 is compared with the predetermined limit smoke layer height H lim . When the Z escape is equal to or higher than the limit smoke layer height H lim , it is determined that the building is safe and the evaluation of the evacuation safety performance is finished. On the other hand, the Z escape is the limit smoke layer height If it is less than H lim, it is determined that the building is dangerous, the design of the building is changed in step S109, and then the process returns to step S101. Under the new calculation condition based on the changed drawing, the above-described operation is performed. Steps S102 to S108 are repeated.

===本実施形態の算定方法に係る式2及び式4の導出法について===
<<<基本方程式>>>
ここで上述の式2及び式4の導出法について説明する。先ず、図2に示すような、天井高さが一定で、垂れ壁等の煙の流動の妨げとなるもののない室(平面形状は問わない)において、室内が煙層と空気層とに二層化した状態について考えると、排煙設備作動時の煙層の質量保存式は、煙層体積をV[m3]、煙等発生量をm[kg/s]、有効排煙量をm[kg/s]とすると、下式31のように表せる。
ここで、煙層の密度ρ[kg/m3]は煙層の温度によって変化するが、以下ではρを一定と見なして式31を展開する。
=== Regarding Derivation Methods of Equation 2 and Equation 4 According to the Calculation Method of the Present Embodiment ===
<<< basic equation >>>
Here, the derivation method of the above-mentioned Formula 2 and Formula 4 is demonstrated. First, as shown in FIG. 2, in a room having a fixed ceiling height and having no hindrance to the flow of smoke such as a hanging wall (regardless of the planar shape), the room is divided into a smoke layer and an air layer. Considering the state, the smoke layer mass conservation formula when the smoke exhaust system is operating is: smoke layer volume is V [m 3 ], smoke is generated m p [kg / s], and effective smoke is m e When expressed as [kg / s], it can be expressed as the following formula 31.
Here, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer changes depending on the temperature of the smoke layer, but in the following, Equation 31 is developed assuming that ρ s is constant.

煙層体積Vは、火災室床面積A[m3]、天井高さH[m]、煙層下端高さZ[m]を用いて、下式32のように表せる。
従って、式31は、下式33のように変形できる。
The smoke layer volume V can be expressed by the following equation 32 using the fire room floor area A f [m 3 ], the ceiling height H f [m], and the smoke layer lower end height Z [m].
Therefore, Expression 31 can be transformed as Expression 33 below.

ここで、非特許文献3の「改訂版建築火災安全工学入門」に記載されているように、煙層に貫入する煙発生量m[kg/s]が下式34により与えられる場合には、下式34を上式33に代入することにより下式35を得る。
なお、C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は、上述した煙発生係数である。
Here, as described in Non-Patent Document 3 “Introduction to Revised Architectural Fire Safety Engineering”, when the smoke generation amount m p [kg / s] penetrating into the smoke layer is given by the following equation 34: By substituting the following equation 34 into the above equation 33, the following equation 35 is obtained.
C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is the smoke generation coefficient described above.

上式35を解析的に解くことは出来ないが、排煙設備作動後は煙発生係数Cが見かけ上小さくなると考えると式35は、下式36のように表すことができる。
ここでCsm [kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は、下式37により定義される、排煙の効果により煙等発生量が見かけ上減少する分の排煙係数である。
従って、上式36を変形することにより、下式38を得る。
Although the above equation 35 cannot be solved analytically, the equation 35 can be expressed as the following equation 36 when the smoke generation coefficient Cm is apparently reduced after the operation of the smoke exhausting facility.
Here, C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is defined by the following equation 37, and the amount of smoke that is apparently reduced due to the effect of smoke emission. It is a coefficient.
Therefore, the following equation 38 is obtained by modifying the above equation 36.

<<<想定火源>>>
想定火源としては、前述したように、時間の二乗に比例して成長し、且つ、ある時間tを境に発熱速度が一定となる複合火源を扱う。よって、想定火源の発熱速度Qは下式39により与えられる。
このため、設定した移行時間t[s]と排煙開始時間tsm[s]との大小関係により、それぞれ異なる煙層下端高さの簡易予測式が与えられる。よって、以下では、前述のケース1(t≦tsm)と、ケース2(tsm≦t)のそれぞれについて、簡易予測式の導出過程の説明を行う。
<<< Assumed fire source >>>
As the assumed fire source, as described above, a complex fire source that grows in proportion to the square of time and has a constant heat generation rate at a certain time t c is handled. Therefore, the heat generation rate Q f of the assumed fire source is given by the following equation 39.
For this reason, different simple prediction formulas for the smoke layer lower end heights are given according to the magnitude relationship between the set transition time t c [s] and the flue gas start time t sm [s]. Therefore, hereinafter, the process of deriving the simple prediction formula will be described for each of the above-described case 1 (t c ≦ t sm ) and case 2 (t sm ≦ t c ).

また、排煙係数Csmは、排煙量me、発熱速度Qおよび煙層下端高さZの変動に伴い時々刻々と変化するが、ここでは、排煙係数Csmは、排煙設備の起動時たる排煙開始時点(排煙開始時間tsm)における排煙量me、発熱速度Q、および煙層下端高さZを用いて安全側に与えられるものと仮定して以降の議論を行う。 Furthermore, the flue gas coefficient C sm is Haikemuriryou m e, varies with time with the variation of the heat generation rate Q f and Kemuriso lower height Z, where flue gas coefficient C sm is flue gas facilities Assuming that it is given to the safe side using the smoke emission amount m e , the heat generation rate Q f , and the smoke layer lower end height Z at the smoke emission start time (smoke emission start time t sm ) at the start of Discuss.

<<<ケース1(t≦tsm)>>>
このケース1は、火源の定常状態移行後に排煙が開始される場合である。本予測手法を用いて煙層下端高さを予測する場合、煙層下端高さを求めたい時間たる前記経過時間t、火源の移行時間t、排煙開始時間tsmの大小関係によって場合分けを行う必要がある。そして、移行時間tと排煙開始時間tsmとの関係をグラフで表すと、図4Aのようになる。つまり、t≦tたる時間範囲Aと、t≦t≦tsmたる時間範囲Bと、tsm≦tたる時間範囲Cとで、それぞれ簡易予測式が与えられる。
<<< Case 1 (t c ≦ t sm ) >>
Case 1 is a case where smoke emission is started after the fire source shifts to a steady state. When the smoke layer lower end height is predicted using this prediction method, the case may be caused by the magnitude relationship of the elapsed time t, the fire source transition time t c , and the smoke emission start time t sm , which is the time for which the smoke layer lower end height is to be obtained. It is necessary to divide. Then, the relationship between the transition time t c and the smoke emission start time t sm is shown in a graph as shown in FIG. 4A. That is, a simple prediction formula is given for each of a time range A corresponding to t ≦ t c, a time range B corresponding to t c ≦ t ≦ t sm, and a time range C corresponding to t sm ≦ t.

(a)時間範囲A(t≦t)における簡易予測式
時間範囲A(t≦t)においては、火源の発熱速度は上式39の第一式によって表すことができる。排煙設備の起動以前はCsm=0であるので、上式39の第一式を前述の式38に代入し積分すると、下式40を得る。
そして、火災発生時点では(t,Z)=(0,H)であるので、上式40は下式41のように書ける。
従って、上式41を変形すると、経過時間tにおける煙層下端高さZは、下式42のように書ける。
すなわち、時間範囲A(t≦t)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は上式42で与えられる。
(A) In the time range A (t ≦ t c) simple prediction expression time in the range A (t ≦ t c), heat release rate of the fire source can be represented by a first equation of the above equation 39. Since C sm = 0 before the start of the smoke exhausting equipment, the following equation 40 is obtained by substituting the first equation of the above equation 39 into the aforementioned equation 38 and integrating.
Since (t 0 , Z 0 ) = (0, H f ) at the time of fire occurrence, the above equation 40 can be written as the following equation 41.
Therefore, when the above equation 41 is transformed, the smoke layer lower end height Z at the elapsed time t can be written as the following equation 42.
That is, a simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range A (t ≦ t c ) is given by the above formula 42.

(b)時間範囲B(t≦t≦tsm)における簡易予測式
時間範囲B(t≦t≦tsm)においては、火源の発熱速度は前述の式39の第二式によって表すことができる。また、排煙設備の起動以前たる排煙開始前はCsm=0であるので、この式39の第二式を前述の式38に代入し積分すると、下式43を得る。
ここで、火源の移行時間tにおける煙層下端高さをHとおくと、移行時間tでは(t,Z)=(t,H)であるので、上式43は、下式44のように書ける。
従って、上式44を変形すると、経過時間tにおける煙層下端高さZは下式45のように書ける。
また、火源の移行時間tにおける煙層下端高さHは、上式42により、下式46のように書ける。
よって、上式45式は、上式46を代入することで下式47のように書ける。
すなわち、時間範囲B(t≦t≦tsm)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は上式47で与えられる。
(B) in a time range B (t c ≦ t ≦ t sm) simple prediction expression time in the range B (t c ≦ t ≦ t sm) is heat release rate of the fire source is represented by a second equation of the above equation 39 be able to. Since C sm = 0 before the start of smoke emission before the start of the smoke emission facility, the following equation 43 is obtained by substituting the second equation of equation 39 into the aforementioned equation 38 and integrating.
Here, when placing the smoke layer lower height in the transition time t c of the fire source and H c, the transition time t c (t 0, Z 0 ) = (t c, H c) because it is, the above equation 43 Can be written as:
Therefore, when the above equation 44 is transformed, the smoke layer lower end height Z at the elapsed time t can be written as the following equation 45.
Further, the smoke layer lower end height H c at the fire source transition time t c can be written by the above equation 42 as the following equation 46.
Therefore, the above equation 45 can be written as the following equation 47 by substituting the above equation 46.
That is, a simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range B (t c ≦ t ≦ t sm ) is given by the above formula 47.

(c)時間範囲C(tsm≦t)における簡易予測式
時間範囲C(tsm≦t)においては、火源の発熱速度は前述の式39の第二式によって表すことができる。また、排煙設備の起動以降はCsm≠0であるので、この式39の第二式を前述の式38に代入し積分すると、下式48を得る。
さらに、上式48において(t, Z)=(tsm,Zsm)であるので、下式49を得る。
また、排煙開始時間tsmにおける煙層下端高さZsmは、上式45により、下式50のように書ける。
ここで、上式49に上式50を代入し変形することにより、経過時間tにおける煙層下端高さZは下式51のように書け、また、下式51中のHcは、上式46により得られる。
よって、時間範囲C(tsm≦t)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は上式51で与えられる。そして、当該式51が、前述した式2であり、つまり、以上の導出過程をもって、式2が導出される。
In the simple prediction equation Time range C (t sm ≦ t) is in (c) a time range C (t sm ≦ t), heat release rate of the fire source can be represented by a second equation of the above equation 39. Further, since C sm ≠ 0 after the start of the smoke exhausting facility, the following equation 48 is obtained by substituting the second equation of equation 39 into the aforementioned equation 38 and integrating.
Further, since (t 0 , Z 0 ) = (t sm , Z sm ) in the above equation 48, the following equation 49 is obtained.
Further, the smoke layer lower end height Z sm at the smoke start time t sm can be written by the above equation 45 as the following equation 50.
Here, by substituting the above equation 50 into the above equation 49 and modifying it, the smoke layer lower end height Z at the elapsed time t can be written as the following equation 51, and Hc in the following equation 51 is represented by the above equation 46: Is obtained.
Therefore, a simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range C (t sm ≦ t) is given by the above formula 51. And the said Formula 51 is Formula 2 mentioned above, ie, Formula 2 is derived | led-out with the above derivation process.

<<<ケース2(tsm≦t)>>>
このケース2は、排煙設備の起動後、つまり排煙開始後に火源が定常状態に移行する場合である。このケース2の場合においても同様に、煙層下端高さを求めたい時間たる前記経過時間t、移行時間t、排煙開始時間tsmの大小関係によって場合分けを行う必要がある。そして、移行時間tと排煙開始時間tsmとの関係をグラフで表すと、図4Bのようになる。つまり、t≦tsmたる時間範囲Aと、tsm≦t≦tたる時間範囲Bと、t≦tたる時間範囲Cとで、それぞれ簡易予測式が与えられる。
<<< Case 2 (t sm ≦ t c ) >>
Case 2 is a case where the fire source shifts to a steady state after activation of the smoke emission facility, that is, after the start of smoke emission. Similarly, in case 2, it is necessary to classify the cases according to the magnitude relationship among the elapsed time t, the transition time t c , and the smoke discharge start time t sm which is the time for which the smoke layer lower end height is desired to be obtained. Then, the relationship between the transition time t c and the smoke emission start time t sm is shown in a graph as shown in FIG. 4B. That is, simple prediction formulas are given for a time range A where t ≦ t sm, a time range B where t sm ≦ t ≦ t c, and a time range C where t c ≦ t.

(a)時間範囲A(t≦tsm)における簡易予測式
時間範囲A(t≦tsm)においては、成長火源且つ無排煙の条件なので、その煙層下端高さZは、前述の式42により表すことができる。すなわち、時間範囲A(t≦tsm)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は、上式42と同じ式である。
In the simple prediction expression time range A (t ≦ t sm) is in (a) the time range A (t ≦ t sm), since the growth of fire source and the Muhai smoke condition, the smoke layer lower height, Z, described above It can be represented by Equation 42. That is, the simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range A (t ≦ t sm ) is the same as the above formula 42.

(b)時間範囲B(tsm≦t≦t)における簡易予測式
時間範囲B(tsm≦t≦t)においては、火源の発熱速度は前述の式39の第一式によって表すことができる。また、排煙設備の起動以前たる排煙開始前はCsm=0であるので、この式39の第一式を前述の式38に代入し積分すると、下式52を得る。
火災発生時点では(t,Z)=(0,Hf)であるので、上式52は、下式53のように書ける。
また、排煙設備の起動時間たる排煙開始時点t=tsmにおける煙層下端高さZsmは、上式53により、下式54のように書ける。
(B) in the simple prediction expression time range B (t sm ≦ t ≦ t c) in the time range B (t sm ≦ t ≦ t c) is heat release rate of the fire source is represented by a first equation of the above equation 39 be able to. Since C sm = 0 before the start of smoke emission before the start of the smoke emission facility, the following equation 52 is obtained by substituting the first equation of equation 39 into equation 38 described above and integrating.
Since (t 0 , Z 0 ) = (0, H f ) at the time of the fire occurrence, the above equation 52 can be written as the following equation 53.
Further, the smoke layer lower end height Z sm at the smoke start time t = t sm which is the start time of the smoke exhaust system can be written by the above equation 53 as the following equation 54.

また、時間範囲B(tsm≦t≦t)においては、火源の発熱速度は前述の式39の第一式によって表すことができる。また、排煙設備の起動以降はCsm≠0であるので、この式39の第一式を前述の式38に代入し積分すると、下式55を得る。
さらに、上式55において(t,Z)=( tsm, Zsm)であるので、下式56を得る。
ここで、上式56を変形することにより、経過時間tにおける煙層下端高さZは、下式57のようにかけ、また、下式57のZsmに上式54を代入することにより、下式58を得る。
よって、時間範囲B(tsm≦t≦t)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は上式58で与えられる。
Further, in the time range B (t sm ≦ t ≦ t c ), the heat generation rate of the fire source can be expressed by the first equation of the aforementioned equation 39. Further, since C sm ≠ 0 after the start of the smoke exhausting facility, the following equation 55 is obtained by substituting the first equation of equation 39 into the aforementioned equation 38 and integrating.
Further, since (t 0 , Z 0 ) = (t sm , Z sm ) in the above equation 55, the following equation 56 is obtained.
Here, by transforming the above equation 56, the smoke layer lower end height Z at the elapsed time t is given by the following equation 57, and by substituting the above equation 54 into Z sm of the following equation 57, Equation 58 is obtained.
Therefore, the simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range B (t sm ≦ t ≦ t c ) is given by the above equation 58.

(c)時間範囲C(tc≦t)における簡易予測式
時間範囲C(t≦t)においては、火源の発熱速度は前述の式39の第二式によって表され、且つ、排煙設備の起動以降であってCsm≠0であるので、前述の式48と同様の条件である。よって、火源の移行時間tにおける煙層下端高さをHcとおくと、(t,Z)=( tc, Hc)であるので、下式59を得る。
ここで上式59を変形すると、経過時間tにおける煙層下端高さZは、下式60のように書ける。
また、火源の移行時間tにおける煙層下端高さHc は、上式58の経過時間tに前記tを代入することにより得られる下式61によって求めることができる。
よって、時間範囲C(tc≦t)内の任意の経過時間tにおける煙層下端高さZの簡易予測式は上式60で与えられる。そして、当該式60が、前述した式4であり、つまり、以上の導出過程をもって、式4が導出される。
In the simple prediction equation Time range C (t c ≦ t) is in (c) a time range C (t c ≦ t), heat release rate of the fire source is represented by a second equation of the above equation 39, and flue gas Since C sm ≠ 0 after the start-up of the equipment, the conditions are the same as in the above-described equation 48. Therefore, when the smoke layer lower end height at the fire source transition time t c is set as H c , (t 0 , Z 0 ) = (t c , H c ), and therefore, the following expression 59 is obtained.
If the above equation 59 is modified, the smoke layer lower end height Z at the elapsed time t can be written as the following equation 60.
Further, the smoke layer lower end height H c at the fire source transition time t c can be obtained by the following equation 61 obtained by substituting the t c for the elapsed time t of the above equation 58.
Therefore, a simple prediction formula of the smoke layer lower end height Z at an arbitrary elapsed time t within the time range C (t c ≦ t) is given by the above equation 60. And the said Formula 60 is Formula 4 mentioned above, ie, Formula 4 is derived | led-out with the above derivation process.

===その他の実施の形態===
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
上述の実施形態では、建築物の火災時の避難安全性能の評価方法を行う主体について特に触れていないが、本実施形態の算定方法で説明したのと同構成のデータ処理装置が、図6のフローを実行するようにしても良い。ここで、データ処理装置のデータ記録装置には、予め、上記の図6のフローを実行するための演算プログラムが格納されているとともに、中央処理装置(CPU)は当該演算プログラムを読み込んで実行するのは言うまでもない。
=== Other Embodiments ===
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The deformation | transformation as shown below is possible in the range which does not deviate from the summary.
In the above-described embodiment, the subject performing the evaluation method of the evacuation safety performance at the time of fire of the building is not particularly mentioned, but the data processing apparatus having the same configuration as described in the calculation method of the present embodiment is shown in FIG. The flow may be executed. Here, the data recording device of the data processing device stores in advance an arithmetic program for executing the flow of FIG. 6, and the central processing unit (CPU) reads and executes the arithmetic program. Needless to say.

火源の発熱速度Qと時間tとの関係を示す図である。It is a diagram showing a relationship between the heat release rate Q f and time t of the fire source. 天井に排煙口(排煙設備)10を備えた建築物の居室における火災モデル図である。It is a fire model figure in the room of the building provided with the smoke exhaust (smoke exhaust facility) 10 on the ceiling. 本実施形態で用いる想定火源たる複合火源の説明図である。It is explanatory drawing of the composite fire source which is an assumption fire source used by this embodiment. 図4Aは、ケース1(t≦tsm)の説明図であり、図4Bは、ケース2(tsm≦t)の説明図である。4A is an explanatory diagram of case 1 (t c ≦ t sm ), and FIG. 4B is an explanatory diagram of case 2 (t sm ≦ t c ). 本実施形態の算定方法に係る式2が奏し得る予測精度向上効果を検証するためのグラフである。It is a graph for verifying the prediction accuracy improvement effect which Formula 2 concerning the calculation method of this embodiment can show. 本実施形態の算定方法に係る式2又は式4を用いて火災時の避難安全性能を評価する方法のフローチャートである。It is a flowchart of the method of evaluating the evacuation safety performance at the time of a fire using Formula 2 or Formula 4 which concerns on the calculation method of this embodiment. 避難完了時点の煙層下端高さZescapeと限界煙層高さHlimとの説明図である。It is explanatory drawing of smoke layer lower end height Z escape at the time of evacuation completion, and limit smoke layer height Hlim .

符号の説明Explanation of symbols

10 排煙口(排煙設備)     10 Smoke exhaust (smoke exhaust facility)

Claims (11)

排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する方法であって、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、

上式1−1により与えられるとともに、
火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm [s]が前記移行時間t[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記排煙開始時間tsm [s]以上の場合において、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記火災成長率α[kW/s2]、前記移行時間t[s]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、

上式1−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙開始時間tsm[s]、前記移行時間tにおける煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、

上式1−3により算出することを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
When a fire occurs in a room of a building where smoke exhausting equipment is installed, a method for calculating a lower end height Z [m] of a smoke layer formed by the smoke of the fire,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,

Given by equation 1-1 above,
The smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, is equal to or longer than the transition time t c [s], and the elapsed time t [s] is the smoke start time t sm [s] ] In the above cases,
The lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s] is set as the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2 / 3 ], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the transition time t c [s], the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, the floor area A f [m 2 ] of the living room, And the ceiling height H f [m] of the living room,

Calculated by the above equation 1-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the smoke emission coefficient C sm related to the emission of smoke from the room by the smoke removal facility [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], transition time t c [s], smoke emission start time t sm [s], smoke layer lower end height at transition time t c Using the length H c [m] and the elapsed time t [s],

The calculation method of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by the above Formula 1-3.
排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する方法であって、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、

上式2−1により与えられるとともに、
前記移行時間t[s]が、火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記移行時間t[s]以上の場合において、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、前記火災成長率α[kW/ s2]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙開始時間tsm[s]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、

上式2−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、及び前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、

上式2−3により算出することを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
When a fire occurs in a room of a building where smoke exhausting equipment is installed, a method for calculating a lower end height Z [m] of a smoke layer formed by the smoke of the fire,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,

Given by equation 2-1 above,
The transition time t c [s] is equal to or longer than the smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, and the elapsed time t [s] is the transition time t c [s]. In the above case,
The smoke layer lower end height H c [m] at the transition time t c [s], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the smoke layer density ρ s [kg / m 3 ], the living room Floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] related to the generation of smoke due to fire, the transition time t c [s], Smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission start time t sm [s], and Using the ceiling height H f [m] of the living room,

Calculated by the above equation 2-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the transition time t c [s], and the lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s], and the elapsed time t [s],

The calculation method of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by the above Formula 2-3.
請求項1又は2に記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記移行時間t[s]は、
前記火災発生から前記居室内のスプリンクラー設備が作動するまでに要する時間tsp[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火源に係る可燃物表面全体に燃焼が拡大するまでに要する時間tfuel[s]、もしくは、前記火災発生から、前記火災が換気支配火災となるまでに要する時間top[s]であることを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
It is a calculation method of the lower end height of the smoke layer according to claim 1 or 2,
The transition time t c [s] is
The time t sp [s] required from the occurrence of the fire to the operation of the sprinkler equipment in the living room, or the time t fuel required from the occurrence of the fire until the combustion spreads over the entire surface of the combustible material associated with the fire source. [s], or the time t op [s] required for the fire to become a ventilation-controlled fire after the occurrence of the fire.
請求項1乃至3の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記排煙開始時間tsm [s]は、
前記火災発生から前記居室の火災感知器が火災を検知するまでに要する時間tdetect[s]、又は、前記火災発生から前記居室内の在室者が避難を開始するまでに要する時間tstart[s]以上の値とすることを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
It is a calculation method of the lower end height of the smoke layer according to any one of claims 1 to 3,
The smoke start time t sm [s] is
The time t detect [s] required from the occurrence of the fire until the fire detector in the room detects the fire, or the time t start [s] required for the occupant in the room to start evacuation from the occurrence of the fire s] A method for calculating the lower end height of the smoke layer, characterized by having a value equal to or greater than.
請求項1乃至4の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]は、
単位時間当たりの排煙量m[kg/s]、火源の発熱速度Q[kW]、煙層の下端高さZ[m]を用いて、

上式5−1により算出することを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
A method for calculating the lower end height of a smoke layer according to any one of claims 1 to 4,
The smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] is
Flue gas volume m e per unit time [kg / s], heat release rate Q f of fire source [kW], with the lower end of the smoke layer height Z [m],

The calculation method of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by said Formula 5-1.
請求項1乃至5の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法であって、
前記煙層の密度ρs[kg/m3]は、前記経過時間t[s]における前記煙層の温度Ts[K]を用いて、

上式6−1により算出されることを特徴とする煙層の下端高さの算定方法。
A method for calculating the lower end height of a smoke layer according to any one of claims 1 to 5,
The density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer is obtained by using the temperature T s [K] of the smoke layer at the elapsed time t [s],

The calculation method of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by the above Formula 6-1.
請求項1乃至6の何れかに記載の煙層の下端高さの算定方法に基づいて、建築物の火災時の避難安全性能を評価する方法であって、
前記火災発生から前記居室内の在室者が避難を完了するまでの時間をtescapeとした場合に、前記経過時間tに前記時間tescapeを代入することにより、避難完了時点の煙層の下端高さZescapeを算定するステップと、
算定された前記煙層の下端高さZescapeと、避難安全上の限界煙層高さHlimとを比較するステップと、を備えていることを特徴とする建築物の火災時の避難安全性能の評価方法。
A method for evaluating evacuation safety performance at the time of fire of a building based on the calculation method of the lower end height of the smoke layer according to any one of claims 1 to 6,
When the time from the occurrence of the fire until the occupant in the room completes evacuation is defined as t escape , the time t escape is substituted for the elapsed time t, so that the lower end of the smoke layer at the time of evacuation completion Calculating the height Z escape ;
A step of comparing the calculated lower end height Z escape of the smoke layer with a limit smoke layer height H lim for evacuation safety, comprising the steps of: Evaluation method.
請求項1乃至6の何れか1項に記載の算定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute the calculation method according to any one of claims 1 to 6 . 排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する算定システムであって、
数値演算を行う数値演算処理部を有し、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、

上式9−1により与えられるとともに、
火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm [s]が前記移行時間t[s]以上で、かつ火災発生からの経過時間t[s]が前記排煙開始時間tsm [s]以上の場合において、
前記数値演算処理部は、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記火災成長率α[kW/s2]、前記移行時間t[s]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、

上式9−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρ[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙開始時間tsm[s]、前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、

上式9−3により算出することを特徴とする煙層の下端高さの算定システム。
A calculation system for calculating the lower end height Z [m] of a smoke layer formed by smoke of a fire when a fire occurs in a building room where smoke exhausting equipment is installed,
It has a numerical operation processing unit that performs numerical operations,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,

Given by equation 9-1 above,
The smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke emission, is equal to or longer than the transition time t c [s], and the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire is the smoke start time t In case of sm [s] or more,
The numerical operation processing unit
The lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s] is set as the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2 / 3 ], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the transition time t c [s], the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, the floor area A f [m 2 ] of the living room, And the ceiling height H f [m] of the living room,

Calculated by the above equation 9-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], the smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the smoke emission coefficient C sm related to the emission of smoke from the room by the smoke removal facility [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], transition time t c [s], smoke start time t sm [s], smoke layer at the transition time t c [s] Using the lower end height H c [m] and the elapsed time t [s],

The calculation system of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by said Formula 9-3.
排煙設備が設置された建築物の居室内で火災が生じた場合において、該火災の煙により形成される煙層の下端高さZ[m]を算定する算定システムであって、
数値演算を行う数値演算処理部を有し、
前記居室内の火源の発熱速度Q[kW]が、前記火災の火災成長率α[kW/s2]、移行時間t[s]、移行後の発熱速度Q[kW]、及び火災発生からの経過時間t[s]を用いて、

上式10−1により与えられるとともに、
前記移行時間t[s]が、火災発生から排煙開始までに要する時間たる排煙開始時間tsm[s]以上で、かつ前記経過時間t[s]が前記移行時間t[s]以上の場合において、
前記数値演算処理部は、
前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]を、前記火災成長率α[kW/ s2]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記居室の床面積A[m]、火災による煙の発生に係る煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、前記排煙設備による前記居室からの煙の排出に係る排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙開始時間tsm[s]、及び前記居室の天井高さH[m]を用いて、

上式10−2により算出し、
前記経過時間t[s]における煙層の下端高さZ[m]を、前記移行後の発熱速度Q[kW]、前記煙層の密度ρs[kg/m3]、前記床面積A[m]、前記煙発生係数C[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記排煙係数Csm[kg/kJ1/3/m5/3/s2/3]、前記移行時間t[s]、及び前記移行時間t[s]における煙層の下端高さH[m]、及び前記経過時間t[s]を用いて、

上式10−3により算出することを特徴とする煙層の下端高さの算定システム。
A calculation system for calculating the lower end height Z [m] of a smoke layer formed by smoke of a fire when a fire occurs in a building room where smoke exhausting equipment is installed,
It has a numerical operation processing unit that performs numerical operations,
The heating rate Q f [kW] of the fire source in the living room is the fire growth rate α [kW / s 2 ] of the fire, the transition time t c [s], the heating rate Q c [kW] after the transition, and Using the elapsed time t [s] from the occurrence of the fire,

Given by equation 10-1 above,
The transition time t c [s] is equal to or longer than the smoke start time t sm [s], which is the time required from the occurrence of a fire to the start of smoke exhaust, and the elapsed time t [s] is the transition time t c [s]. In the above case,
The numerical operation processing unit
The smoke layer lower end height H c [m] at the transition time t c [s], the fire growth rate α [kW / s 2 ], the smoke layer density ρ s [kg / m 3 ], the living room Floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ] related to the generation of smoke due to fire, the transition time t c [s], Smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission start time t sm [s], and Using the ceiling height H f [m] of the living room,

Calculated by the above equation 10-2,
The lower end height Z [m] of the smoke layer at the elapsed time t [s] is the heat generation rate Q c [kW] after the transition, the density ρ s [kg / m 3 ] of the smoke layer, and the floor area A f [m 2 ], smoke generation coefficient C m [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], smoke emission coefficient C sm [kg / kJ 1/3 / m 5/3 / s 2/3 ], the transition time t c [s], and the lower end height H c [m] of the smoke layer at the transition time t c [s], and the elapsed time t [s],

The calculation system of the lower end height of a smoke layer characterized by calculating by said Formula 10-3.
請求項7に記載の評価方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。A program for causing a computer to execute the evaluation method according to claim 7.
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