Application of Optimal Design Method to Agent Discharge Flow Calculation of Gaseous Fire Extinguishing Systems

Dong-Myung, Lee

doi:2015.29.5.51

Fire Sci. Eng. > Volume 29(5); 2015 > Article

Fire Science and Engineering 2015;29(5):51-56.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2015.29.5.051 Published online October 31, 2015.

최적설계법을 응용한 가스계 소화설비의 약제방출량 산출

이동명

경민대학교 소방안전관리학과

Application of Optimal Design Method to Agent Discharge Flow Calculation of Gaseous Fire Extinguishing Systems

Lee Dong-Myung

Dept. of Fire Protection Safety Management Engineering, Kyungmin Univ.

요약

본 연구에서는 설계프로그램의 공학적 분석의 수단 또는 가치공학 측면에서 원가절감 등의 목적으로 최적설계 이론과 공학적 이론을 접목시킨 최적설계법을 가스계 소화설비 중 청정소화약제 소화설비의 약제방출량 산출에 응용하였다. 청정소화약제 소화설비의 설계이론과 최적설계 이론을 바탕으로 약제방출량을 최적화시킬 수 있는 최적설계인자를 도출하였고, 이를 설계인자로 구축된 소화설비의 소화성능시험으로 최적설계법의 적합성 여부를 검증함으로써 다른 소화설비에도 최적설계법을 접목할 수 있는 기틀을 마련하였다. 방출헤드의 약제방출량 최적화는 방출헤드 및 배관의 내경, 약제도달시간, 유량과 압력변화 등의 소화약제 유동특성에 대한 제한조건에 의해 결정됨을 확인하였고, 방출헤드의 방출압력과 약제도달시간의 편차는 배관의 압력변화만큼 발생되고 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

Abstract

In this study, optimal design methods were applied to the agent discharge flow of clean agent fire extinguishing systems. The methods combined optimal design theory and engineering theory for engineering analysis in a design program or coast savings in value engineering. Optimal design parameters were determined to optimize the agent discharge flow based on the design theory of the clean agent fire extinguishing systems and the theory of optimal design. The design factors were verified in regard to suitability for the performance of fire extinguishing systems. The results provide a foundation for optimal design method methods in other fire extinguishing systems. Optimization of the agent discharge flow of the discharge nozzle was confirmed by the constraints on the inner diameter of the discharge nozzle and the pipe, agent arrival time, flow, and pressure variation of the agent. The deviation of discharge pressure and agent time of the agent discharge nozzle were found to correlate with the pressure variation.

Key Words: Optimal design method, Discharge flow, Object function, Constrain equations, Steepest descent method