火災初期の煙の成層化状況を考慮した視環境予測モデルの構築

火災時に生ずる煙により空間内を伝達する光は散乱・吸収されるため，平常時とは見え方が異なる。煙環境下における避難口誘導灯の小型化・高輝度化に伴う視認性の変化，他光源からの散乱光による避難出口の視認性の悪化だけでなく，非常用照明作動下での扉の開閉，解錠に要する時間の増加等，火災時避難の前提となる円滑な避難に大きく支障を来す。本研究では、火災初期における空間内の視認性評価に必要な光学的煙濃度分布の予測手法ならびに煙が存在する空間内において避難口誘導灯等の光源からの光束伝達モデルを開発することで，避難時の視環境予測の確立を目的としている。光学的煙濃度分布の予測においては，縮小模型実験での煙流動性状を分析することで空間内を流れる煙の下方への拡散・伝播の要因を煙と空気との界面における乱流混合並びに壁面により冷却された下降流が主たるものとして，それぞれの定式化を行った。乱流混合による煙の下降流量は温度・風速の測定値から，壁面下降流の流量は模型空間内の画像を分析することで下降流の流速・厚さを求め，それぞれを勾配リチャードソン数あるいはグラスホフ数の関数として定式化した。これを既往の簡易モデルに適用することで概ね空間内の煙流動性状の予測ができることを確認した。光束伝達モデルにおいては，光源からの直接光束だけでなく光学的濃度分布に応じて散乱・吸収される間接光束の水平分布も計算可能すべく，既存の予測モデルの改良を試みた。このモデル改良に伴い，鉛直方向だけでなく水平方向にも光学的煙濃度に分布を持たせた上での予測が可能となった。

火災時に生ずる煙により空間内を伝達する光は散乱・吸収されるため，平常時とは見え方が異なる。煙環境下における避難口誘導灯の小型化・高輝度化に伴う視認性の変化，他光源からの散乱光による避難出口の視認性の悪化だけでなく，非常用照明作動下での扉の開閉，解錠に要する時間の増加等，火災時避難の前提となる円滑な避難に大きく支障を来す。本研究では、火災初期における空間内の視認性評価に必要な光学的煙濃度分布の予測手法ならびに煙が存在する空間内において避難口誘導灯等の光源からの光束伝達モデルを開発することで，避難時の視環境予測の確立を目的としている。光学的煙濃度分布の予測においては，縮小模型実験での煙流動性状を分析することで空間内を流れる煙の下方への拡散・伝播の要因を煙と空気との界面における乱流混合並びに壁面により冷却された下降流が主たるものとして，それぞれの定式化を行った。乱流混合による煙の下降流量は温度・風速の測定値から，壁面下降流の流量は模型空間内の画像を分析することで下降流の流速・厚さを求め，それぞれを勾配リチャードソン数あるいはグラスホフ数の関数として定式化した。これを既往の簡易モデルに適用することで概ね空間内の煙流動性状の予測ができることを確認した。光束伝達モデルにおいては，光源からの直接光束だけでなく光学的濃度分布に応じて散乱・吸収される間接光束の水平分布も計算可能すべく，既存の予測モデルの改良を試みた。このモデル改良に伴い，鉛直方向だけでなく水平方向にも光学的煙濃度に分布を持たせた上での予測が可能となった。