WFDS를 이용한 풍속에 따른 산림화재 복사열 강도 평가

Abstract

전 세계적으로 기후변화 등의 원인으로 산림화재가 대형화되고 있다. 산림이 국토의 약 63.7 %를 차치하며, 산림에 인접해서 산업시설 등의 주요시설들이 많은 국내의 경우에는 산림화재가 대형재난으로 확산될 가능성이 매우 높다. 이에 본 연구에서는 수관화로 발달한 산림화재에서 화염의 복사열이 미치는 피해영향거리를 풍속의 변화에 따라 분석하였다. 또한, 영향거리를 분석하기 위하여 주변시설에 미칠 수 있는 복사열의 안전기준을 조사하였으며, 기준 복사열로 <TEX>$5kW/m^2$</TEX>와 <TEX>$12.5kW/m^2$</TEX>, <TEX>$37.5kW/m^2$</TEX>를 제시하였다. 산림화재 피해영향평가를 위해 FDS의 산림화재 확장 프로그램인 WFDS를 활용하였고, 해석조건으로 국내에 일반적으로 분포가 높은 산림조건에 대해 조사하여 이를 적용하였다. 그 결과는 풍속에 따른 복사열 최대영향거리로 제시하였다. 풍속 0~10 m/s에 있어서 풍속의 증가에 따라 영향거리도 증가하는 경향이 있으며, 풍속 8 m/s에서 영향거리가 최대가 되었다. 또한, 최대 영향거리는 수목 연료의 함수율 증가에 따라 크게 감소하는 것을 확인하였다. 본 연구는 산림화재로 인한 주변시설의 피해영향을 정량적으로 평가하는데 기여할 수 있다. The wildland fire intensity and scale are getting bigger owing to climate change in the world. In the case of domestic, the forest is distributed over approximately 63.7 % of country and the main facilities like a industrial facility or gas facility abuts onto it. Therefore there is potential that the wildland fire is developed to a large-scale disaster. In this study, the effect distances of the radiant heat flux from the crown fire are analysed according to the change of wind velocity. The safety criteria concerning the radiant heat flux to influence on the surrounding were researched to analyse the effect distances. The criteria of radiant heat flux were chosen <TEX>$5kW/m^2$</TEX>, <TEX>$12.5kW/m^2$</TEX>, <TEX>$37.5kW/m^2$</TEX>. WFDS, which is an extension of NIST's Fire Dynamics Simulator, was used to consequence analysis of the forest fire. In order to apply the analysis conditions, it is researched the forest conditions that is generally distributed in domestic region. As the result, the maximum effect distances by radiant heat were showed at the horizontal and vertical direction. When the wind velocity varied from 0 to 10 m/s, the maximum effect distance increased as the wind velocity increases. Interesting point is that the maximum effect distance were shown at the wind velocity of 8 m/s. The maximum effect distance was decreased according as the fuel moisture of trees increase. This study can contribute to analyse quantitative risk about the damage effect of the surrounding facilities caused by wildland fire.