What question did this study set out to answer?

The aim is to develop a prediction algorithm for heat release rates based on activation times of two heat detectors.

April 15, 2026Open Access

A Fundamental Study on the Development of a Heat Release Rate Prediction Algorithm for Steady Fires Using Activation Times of Two Heat Detectors

Key Points

The aim is to develop a prediction algorithm for heat release rates based on activation times of two heat detectors.
Proposed an algorithm combining Alpert's ceiling jet correlation and Heskestad's detector response equation.
Performed fire simulations using FDS to evaluate algorithm applicability.
Conducted analyses with ceiling heights ranging from 2.5 to 4.5 meters, using detector activation times as input values.
The error function E(Q) converged within one second for most analyses, indicating stable calculations.
At ceiling heights below 3.5 meters, the results aligned within ±10% of FDS input values.
For heights above 4.0 meters, an overestimation trend was observed, attributed to limitations of empirical correlations.

Abstract

본 연구는 두 지점의 열감지기 동작시간을 이용하여 지속화재(steady fire)의 열방출률(Heat Release Rate, HRR)을 추정하는 역추정 알고리즘을 제안하고, 화재시뮬레이션(FDS)을 통해 그 적용 가능성을 검토하였다. 제안된 알고리즘은 Alpert의 천장제트 상관식과 Heskestad의 감지기 응답식을 결합하여, 두 감지기의 예측 작동시간과 입력된 작동시간 간의 오차를 최소화하는 열방출률을 반복 계산하는 방식으로 구성되었다. 알고리즘의 검증을 위해 천장 높이 2.5~4.5 m 범위에서 FDS 시뮬레이션을 수행하고, 감지기 위치별 작동시간을 입력값으로 사용하여 HRR을 역산하였다. 그 결과, 천장 높이 2.5~4.5m 범위에서 수행된 분석 결과, 오차함수 E(Q)는 대부분 1초 이내로 수렴하여 계산의 안정성을 보였으며, 천장 높이 3.5m 이하 구간에서는 FDS 입력값과 ±10% 이내로 일치하는 양호한 결과를 나타냈다. 반면, 4.0m 이상의 높이에서는 과대추정 경향이 관찰되었는데, 이는 경험적 상관식의 적용 한계에 기인한 것으로 판단된다. 본 연구는 FDS 결과를 기준으로 역추정 알고리즘의 동작성과 적용 가능성을 확인한 기초 연구로서, 향후 실제 화재실험과의 비교를 통해 알고리즘의 실효성과 정확도를 추가로 검증할 예정이다.

Connected Papers

Building similarity graph...

Analyzing shared references across papers

Discussion

Authors

Jong-Hoon Kim

Journals

Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society

Actions

References and Citations

Connected Papers

Building similarity graph...

Analyzing shared references across papers

A Fundamental Study on the Development of a Heat Release Rate Prediction Algorithm for Steady Fires Using Activation Times of Two Heat Detectors

Key Points

Abstract

Citation Network

Connected Papers

Discussion

Authors

Journals

Actions

References and Citations

Citation Network

Connected Papers

Discussion

Cite this study

Also consider