火災実験

Experimental Study on Fire Dynamics

997G201

77SMEXP501

桑名　一徳、土橋　律、松山　賢

Ken Matsuyama, Kazunori Kuwana, Ritsu Dobashi

2024年度前期

2024 First Semester

集中講義

Intensive Course

創域理工学研究科　国際火災科学専攻

Department of Global Fire Science and Technology, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

実験

Experiment

英語　English

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

火災研究分野の実験で汎用的に使用する計測機器の取り扱いやその特徴，作動原理などを実際に手に触れて使用することで計測技術を学ぶことができる。併せて，火災に関する基礎的な実験実習を通じて，燃焼，燃焼速度，区画火災性状，水平火炎伝播等，火災物理に関連する基本的な現象理論について考える。

The aim is to learn measurement techniques; how to use the measurement instruments most commonly used in fire experiments, their characteristics, operating principles and so on, by actually using them.
In addition, the learning target is to promote better understanding of the basic theory of fire dynamics such as combustion, burning rate, compartment fire phenomena, and flame propagation on horizontal surfaces, through fundamental experimental practice involving fire.

火災実験で使用する主な計測機器の取り扱いやその特徴，作動原理などを実際に手に触れて使用することで計測技術を学ぶことができる。火災に関する基礎的な実験実習を通じて，燃焼，燃焼速度，区画火災性状，水平火炎伝播等，火災物理に関連する基本的な現象理論を理解することを目的とする。
最終的には，各実験実習のレポート作成と発表を通じて実験内容と論点を的確に第三者へ伝達できる能力を養う。
本専攻のディプロマ・ポリシーに定める高度な専門知識を身につける科目です。

The aim is to learn measurement techniques; how to use the measurement instruments most commonly used in fire experiments, their characteristics, operating principles and so on, by actually using them.
In addition, the learning target is to promote better understanding of the basic theory of fire dynamics such as combustion, burning rate, compartment fire phenomena, and flame spread on the horizontal surface, through fundamental experimental practice involving fire.
Students will develop the ability to convey experiment details and points adequately through writing assignments and presentations for each experiment.
This course is designed to provide students with a high level of specialized knowledge as stipulated in the diploma policy of the Department.

1. 熱電対，熱流束計（放射計），風速計，ロードセル，ガス分析器等，火災実験で使用する主な計測機器についてその計測原理等について説明できるようになる。
2. 燃焼(炎)と燃焼速度に関する基礎的事項および実験方法について説明できるようになる。
3. 区画火災に関する基礎的事項および実験方法について説明できるようになる。
4. 着火と水平火炎伝播に関する基礎的事項および実験方法について説明できるようになる。

1. To acquire the ability to explain the measurement principles, etc. measurement equipment, such as the thermocouple, heat flux meter, anemometer, load cell, and gas analyzer, which are most commonly used in fire experiments.
2. To acquire the ability to explain the fundamental matters and the experimental method regarding combustion, flame and burning rate.
3. To acquire the ability to explain the fundamental matters and the experimental method regarding compartment fire.
4. To acquire the ability to explain the fundamental matters and the experimental method regarding ignition and horizontal flame spread.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

実験に相応しい着衣を身につけること。
授業は原則として英語で行われる。

Wear appropriate clothing and shoes for fire experiments.
Lectures will be given in English.

ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／グループワーク　Group work／プレゼンテーション　Presentation／実験　Experiments

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準備学習として，各回の講義で使用するプリントを予め精読し理解する。
復習は，各回の講義の中で指示する。
実験後のレポート作成では，関連する書籍・文献を参考にし，多角的な考察をすること。

As preparatory learning, carefully read and understand the printed materials used in each lecture in advance. Preparing reports on experiments, discuss the experimental results from various perspectives referring to related books and the literature.

提出レポート内容（7０％），プレゼンテーションによる発表内容（3０％）を総合的に考慮し評価する。
Assessed comprehensively based on the report (70%) and the report including the presentation (30%).

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

1. The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering
2. D. Drysdale, An Introduction to FIRE DYNAMICS (2nd Edition)
3. J. Quintiere, Fundamentals of Fire Phenomena
4. 田中哮義，建築火災安全工学入門 (Takeyoshi Tanaka, Introduction to Building Fire Safety Engineering (Written In Japanese))

1.ガイダンス
　Guidance

　授業概要，火災実験の種類，過去の代表的な火災実験，火災実験で使用する主な計測機器の紹介
　 Introduction to the class, kinds of fire experiments, key past fire experiments and commonly used equipment and devices in fire experiments

2.計測機器・技術(1-①)
　 Measurement instruments and techniques 1-1

　熱電対の種類と特性
　Types of thermocouples and their characteristics

3.計測機器・技術(1-②)
　Measurement instruments and techniques 1-2
　
　熱電対による温度計測
　Temperature measurement using thermocouples

4.計測機器・技術(2-①)
　Measurement instruments and techniques 2-1

　熱流束計（放射計），風速計，ロードセル，ガス分析器等，火災実験で使用する主な計測機器の紹介および概説
　Introduction and overview of measurement instruments most commonly used in fire experiments such as the heat flux meter, anemometer, load cell, and gas analyzer

5.計測機器・技術(2-②)
　Measurement instruments and techniques 2-2

　液体燃料を使用した炎からの放射量，および燃焼速度の計測等の実習
　Measurement of the heat flux of flame and burning rate in liquid fuel combustion

6.実験課題（1-①）[燃焼(炎)と燃焼速度]
　Experiment 1-1; Burning and burning rate

・火災における燃焼理論の基礎に関してロウソク炎を用いて概説
・液体燃料に関する燃焼理論と燃焼速度に関する概説
　- Overview of the fundamentals of combustion theory in fire using candle flame
　- Overview of combustion theory on liquid fuels and the burning rate

7.実験課題（1-②）[燃焼(炎)と燃焼速度]
　（課題説明と実験準備）
　Experiment 1-2; Burning and burning rate (Explanation of assignment and preparation of experiment)

・実験レポート（1）課題の出題
・実験準備および実施
　- Assignment (1) of the experiment is given
　- Prepare and conduct the experiment

8.実験課題（1-③）[燃焼(炎)と燃焼速度]
　（実験実習）
　Experiment 1-3; Burning and burning rate (experiment)

・実験実施およびレポートの要点説明
　- Experiment and explanation of the points of assignment

9.実験課題（2-①）[区画火災]
　Experiment 2-1; Compartment fire

・区画内火災性状に関する概説
・フラッシュオーバーとバックドラフトに関する理論を概説
　（※実験レポート（1）の提出）
　- Overview of compartment fires
　- Overview of the theory on flashover and backdraft
　- Submit the assignment (1)

10.実験課題（2-②）[区画火災]
　（課題説明と実験準備）
　Experiment 2-2; Compartment fire (Explanation of assignment and preparation of experiment)

・実験レポート（2）課題の出題
・実験準備および実施
　- Assignment (2) of the experiment is given
　- Prepare and conduct the experiment

11.実験課題（2-③）[区画火災]
　（実験実習）
　Experiment 2-3; Compartment fire (Practice of experiment)

・区画模型を用いた実験実習およびレポートの要点説明
　- Experiment using compartment model and explanation of the points of assignment

12.実験課題（3-①）[着火と水平火炎伝播]
　Experiment 3-1; ignition and flame propagation on the horizontal surface

・着火理論に関する概説
・水平火炎伝播に関する理論を概説
　（※実験レポート（2）の提出）
　 - Overview on the theory of ignition
　- Overview on the theory of fire propagation
　- Submit the assignment (2)

13.実験課題（3-②）[着火と水平火炎伝播]
　（課題説明と実験準備）
　Experiment 3-2; ignition and flame propagation on the horizontal surface (Explanation of assignment and preparation of experiment)

・実験レポート（3）課題の出題
・実験準備および実施
　- Assignment (3) of the experiment is given
　- Prepare and conduct the experiment

14.実験課題（3-③）[着火と水平火炎伝播]
　（実験実習）
　Experiment 3-2; ignition and flame propagation on the horizontal surface (Practice of experiment)

・実験実施およびレポートの要点説明
　- Experiment and explanation of the points of assignment

15.総括
Review

　実験課題(1)〜(3)に関するプレゼンテーションおよび討論
　（※実験レポート（3）の提出）
　- Presentation and discussion on the experimental practices (1)-(3)
　- Submit the assignment (3)

（松山 賢）建築防火・火災安全工学の研究経験を活かし、火災現象論や計測技術について講義する。
（Ken Matsuyama）Lectures on fire dynamics and measurement techniques with the advantage of research experience in fire safety science and technology.

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