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스프링클러헤드의 설치높이에 따른 작동특성에 관한 시뮬레이션 비교 연구 채 창 훈 가천대학교 환경․디자인대학원 소방방재공학전공 지도교수 민 세 홍 경제성장과 함께 편리성도 증가하면서 인간의 욕구를 충족시키기 위해 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술의 발전이 실현되고 있다. 이와 더불어 건축분야에서도 다양한 공간 창출과 복합적인 건축물들의 설계와 건설로 사람들의 요구에 부응하고 있다. 하지만, 이러한 다양하고도 복합적인 건축물은 화재방호 측면에서는 그 위험성이 더욱 증대된다. 게다가 법적인 기준안에서 인명의 안전 및 첨단 시설물을 보호하는 것은 더더욱 어려울 일일 것이다. 건축물 화재 시 인명 및 재산보호를 위해서는 무엇보다도 초기소화가 중요하며 이를 위해서 가장 기본이 되는 시스템이 스프링클러시스템이다. 이 시스템이 효과적으로 화재를 방호하기 위해서는 그 대상물의 특성에 맞는 성능조건과 함께 현장 적용함에서 다양한 화재시나리오에 부합할 수 있는 공학적이고 정량적인 검증절차를 통한 설계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 현장조사를 통해 화재시나리오와 스프링클러 적용 실태를 조사하였으며, 이를 바탕으로 화재역학방정식에 의한 계산 및 화재시뮬레이션을 진행하였다. 연구결과, 화재역학방정식은 화재크기 및 높이에 따라 헤드의 작동 높이를 정량적으로 산정이 가능함을 확인할 수 있다. 화재시뮬레이션에서는 20 m가 넘는 장소에 설치된 스프링클러의 경우, 헤드에서 방사된 물이 화염 면까지 효과적으로 전달되지 않아 이에 대한 대비책이 요구되었다. 이와 함께 Atrium 대공간에서 진행한 시뮬레이션 결과, ...

스프링클러헤드의 설치높이에 따른 작동특성에 관한 시뮬레이션 비교 연구 채 창 훈 가천대학교 환경․디자인대학원 소방방재공학전공 지도교수 민 세 홍 경제성장과 함께 편리성도 증가하면서 인간의 욕구를 충족시키기 위해 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술의 발전이 실현되고 있다. 이와 더불어 건축분야에서도 다양한 공간 창출과 복합적인 건축물들의 설계와 건설로 사람들의 요구에 부응하고 있다. 하지만, 이러한 다양하고도 복합적인 건축물은 화재방호 측면에서는 그 위험성이 더욱 증대된다. 게다가 법적인 기준안에서 인명의 안전 및 첨단 시설물을 보호하는 것은 더더욱 어려울 일일 것이다. 건축물 화재 시 인명 및 재산보호를 위해서는 무엇보다도 초기소화가 중요하며 이를 위해서 가장 기본이 되는 시스템이 스프링클러시스템이다. 이 시스템이 효과적으로 화재를 방호하기 위해서는 그 대상물의 특성에 맞는 성능조건과 함께 현장 적용함에서 다양한 화재시나리오에 부합할 수 있는 공학적이고 정량적인 검증절차를 통한 설계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 현장조사를 통해 화재시나리오와 스프링클러 적용 실태를 조사하였으며, 이를 바탕으로 화재역학방정식에 의한 계산 및 화재시뮬레이션을 진행하였다. 연구결과, 화재역학방정식은 화재크기 및 높이에 따라 헤드의 작동 높이를 정량적으로 산정이 가능함을 확인할 수 있다. 화재시뮬레이션에서는 20 m가 넘는 장소에 설치된 스프링클러의 경우, 헤드에서 방사된 물이 화염 면까지 효과적으로 전달되지 않아 이에 대한 대비책이 요구되었다. 이와 함께 Atrium 대공간에서 진행한 시뮬레이션 결과, 화재하중이 적고 축열이 되지 않아 헤드가 작동에 되지 않는 것으로 분석되었다. 이를 종합해보면 화재크기 및 설치 높이 등 다양한 시나리오에 따라 스프링클러의 작동여부 및 효용성에 문제점이 있음을 알 수 있었다. 따라서 스프링클러를 설계함에 있어 단순히 국가화재기준에 의존하지 아니하고 시뮬레이션을 바탕으로 실제 실험 결과를 비교․분석하여 적용함으로써 공학적인 성능설계 방식의 접근 방법이 요구된다.

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