Figure 1. Typical road and rail tunnel sections.

A Computer Model to Assess Fire Hazards in Tunnels (FASlT)

David A. Charters, W. Alan Gray, Andrew C. McIntosh
Charters is now with NHS Estates in Leeds (previously with AEA Consultancy
Services), and Gray and Mclntosh are with the University of Leeds, England.


터널에서 화재 성장 움직임을 시뮬레이션하는 컴퓨터 모델이 설명되고 터널 시스템에 대한 간략한 개요가 표시됩니다. 질량 흐름, 속도, 연기 농도 및 열 전달을 예측하는 방법과 위험 출력 매개 변수 목록이 표시됩니다. 실험에 대한 모델의 유효성 검사와 향후 작업에 대한 가능한 방향도 제시됩니다.


최근 도로 및 철도 터널의 화재 안전에 대해 운송 업계와 여행자들 사이에서 많은 우려가 제기되고 있습니다.

1,2,3 터널에서 연소 생성물은 한 방향 또는 두 방향을 제외한 모든 방향으로 제한되어 매우 빠른 연기 이동과 생명에 대한 빠른 위협을 초래할 수 있습니다.

이 분야의 많은 초기 작업은 Thomas에 의해 수행되었습니다. 4,5 AEA Consultancy Services와 University of Leeds의 연료 및 에너지부는 현재 터널의 구멍으로 인한 위험을 예측하는 컴퓨터 모델을 개발 중입니다.

이 모델은 터널 내 설비의 위험과 화재 위험 수준, 화재 방지 시스템의 이점을 평가하는 데 도움이 됩니다.

유사한 ‘구역’ 화재 모델에서 Considine et al. 7은 유해 물질 운송을 포함하는 피트에 대한 모델을 개발했으며 Miclea 등은 터널 환기에 대한 화재의 영향을 평가하고 비상 환기를 논의하는 터널 환기 모델을 개발했으며 Laage 등은 터널 환기 모델을 개발했습니다.

9는 특히 광산 네트워크의 화재에 대한 모델을 개발했습니다. 다른 터널 화재 모델에서 Kumar et al.10 및 Jones et al.11은 터널 화재의 유체 흐름을 예측하기 위해 전산 유체 역학(CFD) 또는 ‘장’ 모델을 사용합니다.

AEA/Leeds University에서 개발 중인 코드는 터널의 화재 위험을 예측하기 위한 더 큰 모델의 일부가 되도록 의도되었습니다.

이 코드는 FASIT(Fire growth And Smoke movement In Tunnels) 모델이라고 합니다.12 FASIT는 구조가 모듈식이므로 화염, 연기, 부력 흐름, 열 전달 등에 대한 개선된 모델을 많은 수의 재작성 없이 통합할 수 있습니다.

Figure 1. Typical road and rail tunnel sections.
Figure 1. Typical road and rail tunnel sections.
Figure 2. Tunnel zone/layer schematic.
Figure 2. Tunnel zone/layer schematic.
Figure 3. Schematic of plume mass flows°
Figure 3. Schematic of plume mass flows°


  1. Bertrand, A., “Opening Address,”Safety in Road and Rail Tunnels, 1992.
  2. Haack, A., “Fire Protection Traffic Tunnels-Initial Recognitions from Large Scale Tests,”Safety in Road and Rail Tunnels, 1992.
  3. Luchian, S.F., “The Central Artery/Tunnel Project Memorial Tunnel Fire Test Program,”Safety in Road and Rail Tunnels, 1992.
  4. Thomas, P.H., “The Movement of Buoyant Fluid Against a Stream and the Venting of Underground Fires,”Fire Research Note 351/1958, Fire Research Station, U.K., 1958.Google Scholar 
  5. Thomas, P.H., “The Movement of Smoke in Horizontal Passages Against an Air Flow,”Fire Research Note 723/1968, Fire Research Station, U.K., 1968.Google Scholar 
  6. Charters, D.A., “Fire Risk Assessment in Rail Tunnels,”Safety in Road and Rail Tunnels, 1992.
  7. Considine, M., Parry, S.T., and Blything, K.,Risk Assessments of Hazardous Substances Through Road Tunnels in the United Kingdom, Department of Transport, 1989.
  8. Miclea, P.C. and Murphy, R.E., “Assessment of Emergency Ventilation Capability in Case of Train Fire in a Tunnel Using Subway Environment Simulation (SES) Computer Program,”Proceedings of 4th U.S. Mine Ventilation Symposium, SME, 1989.
  9. Laage, L.W. and Yang, H., “Mine Fire Experiments at the Waldo Mine,”Proceedings of 5th U.S. Mine Ventilation Symposium, SME, 1991.
  10. Kumar, S. and Cox, G.,Mathematical Modeling of Fire in Road Tunnels—Validation of JASMINE Department of Transport, 1986.
  11. Simcox, S., Wilkies, N.S. and Jones, I.P., “Computer Simulation of the Flows of Hot Gases from Fire at King’s Cross Underground Station,”Institution of Mechanical Engineers, 1989.
  12. Charters, D.A., Gray, W. A., and McIntosh, A.C.,FASIT Tunnel Fire Computer Model—Physical Basis, AEA Technology/Leeds University, 1993.
  13. Heskestad, G., “Fire Plumes,”The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, SFPE/NFPA, 1988, Chapters 1–6.
  14. Drysdale, D.D.,An Introduction to Fire Dynamics, Wiley, 1985.
  15. British Standard (Draft for Development) 180,Guide for the Assessment of Toxic Hazards in Fire in Buildings and Transport British Standards Institution, 1989.
  16. Vantelon, J.P.,et al., Investigation of Fire-Induced Smoke Movement in Tunnels and Stations: An Application to the Paris Metro, Third International Symposium on Fire Safety Science, Elsevier, 1991.
  17. Heselden, A.J.M., “Studies of Fire and Smoke Behavior Relevant to Tunnels,”Current Paper CP66/78, Building Research Establishment, 1978.
  18. Emmons, H.W., “The Ceiling Jet in Fires,”Proceedings of the 3rd International Symposium of Fire Safety Science, Elsevier, 1991.
  19. Carslaw, H.S. and Jaeger, J.C.,Conduction of Heat in Solids, 2nd edition, Oxford University Press, 1959.
  20. Final Report on the Tests in the Ofenegg Tunnel, Commission for Safety Measures in Road Tunnels, Bern, 1965.
  21. Feizlmayr, A.H.,Brandversuche in Einen Tunnel, Bundesministerium für Banten und Technik, Heft 50, Vienna, 1976.Google Scholar 
  22. Keski-Rahkonen, O., Holmlund, C., Loikkanen, P., Ludrigsen, H., and Mikkola, E.,Two Full-Scale Pilot Fire Experiments in a Tunnel, VTT Finland, 1986.
  23. Marshall, I.A., Hines, M.A., Cutler, D.P., and Packer, S.D.,Fire Gallery Tests for Non-Metallic Materials Intended for Underground Use Project No. 7255-10/058, CEC, 1984.
  24. Private communication between Beckett, H. (HSE) and Burke, G. (AEA), 1986.
  25. McCaughey, M.N. and Fletcher, D.F.,Simulation of a Fire in a Tunnel, SRD, 1992.
  26. Fletcher, D.F. and Owens, M.P.,Tunnel Fire Modeling Using FLOW 3D: Progress and Suggested Future Work, SRD, 1993.