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문제 정의
- 본 연구에서는 우리나라에서 사용하고 있는 감지기중 Sub-Micron 크기의 연기입자에 반응하는2,3) 이온화식연기감지기(2종)를 시료로 선정하여, ‘감지기의 형식 승인 및 검정기술기준’에 따라 실험을 실시하고 사용 기간에 따른 응답특성을 연구하여 보다 신뢰성 있는 화재경보 System의 유지관리를 위한 감지기의 적정한 내구연한을 설정하는 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 1차 작동실험결과 부적합 판정을 받은 시료를 대상으로 설치된 환경조건 및 사용기간 경과에 따른 성능 변화를 고려하여 감지기가 생산될 때 보다 작동성능의 감도둔감 및 동작기능 상실을 확인하기 위하여 연기농도를 좀 더 높인 이온화식연기감지기 3종의 작동실험 기준으로 2차 작동실험을 추가로 실시하였다.
- Figure 1은 이온화식연기감지기의 감도실험장비의 구성도를 나타낸 것으로 실험의 정확성을 위하여 시험기 챔버에 아날로그식감지기를 부착하여 아날로그식감지기에 유입된 연기량을 화재모니터링시스템에서 수치로 표시하여 시험기챔버 내의 평행판이온농도계에서 감지 되는 연기량과 비교해 보정하였다.
- 부작동실험은 1차 작동실험에서 적합판정을 받은 시료를 대상으로 화재가 아닌 경우 작동하는지를 보는 비(非)화재보 실험을 실시하였다.
- 신뢰성 있는 실험을 위하여 한국소방검정공사의 협조를 받아 감지기의 형식승인 및 검정시험에 실제 사용하는 장비를 이용하여 실험을 실시하였다.
- 이온화식 연기감지기 3종의 작동실험은 전리전류의 변화율 0.378인 농도의 연기를 포함하는 풍속이 30 cm/s의 기류에 투입하여 30초 이내에서 작동하는지 실험 하였다.
- 이온화식연기감지기 2종의 부작동실험은 전리전류의 변화율 0.156인 농도의 연기를 포함하는 풍속 30cm/s 의 기류에 투입하여 5분 이내에서 작동하는지 실험하였다.
- 이온화식연기감지기 2종의 작동실험은 전리전류의 변화율 0.324인 농도의 연기를 포함하는 풍속이 30 cm/s의 기류에 투입하여 30초 이내에서 작동하는지 실험하였다.
- 이온화식연기감지기의 형식승인 및 검정기술기준에 따라 작동 및 부작동 실험을 실시하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 시료는 현재 소방대상물에 설치되어 사용 중인 이온화식연기감지기(2종)로 선정하였으며, 시험체 선정지역은 서울, 대전, 대구, 부산지역이며 건물용도는 아파트, 병원·호텔, 상업용건축물, 학교를 대상으로 건물소유주의 협조 하에 소방설비공사 전문 업체 등을 통하여 수거하였다.
성능/효과
- 1) 1차 작동실험결과 적합율이 5년 이상 10년 미만의 경우 88.3%, 10년 이상 15년 미만의 경우 59.2%, 15년 이상의 경우 45 .8%로 나타났으며, 이는 사용기간이 경과할수록 이온화식감지기의 성능이 현저하게 떨어지고 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 2) 2차 작동실험결과 적합율이 5년 이상 10년 미만의 경우 91.7%, 10년 이상 15년 미만의 경우 65.8%, 15년 이상의 경우 60.8%로 나타났으며, 이는 사용기간이 경과할수록 이온화식감지기의 성능이 현저하게 떨어지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 2차 작동실험에도 부적합판정을 받은 이온화식연기감지기는 감지기로서의 기능을 상실한 치명적 결점이 있는 감지기에 해당하는 것으로 사용기간이 10년 이상 지나면서 많이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
- 8%로 나타났으며, 이는 사용기간이 경과할수록 이온화식감지기의 성능이 현저하게 떨어지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 2차 작동실험에도 부적합판정을 받은 이온화식연기감지기는 감지기로서의 기능을 상실한 치명적 결점이 있는 감지기에 해당하는 것으로 사용기간이 10년 이상 지나면서 많이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
- 8%로 나타났다. 2차 작동실험의 결과 1차 작동실험보다 사용년도 별로 약 5% 정도의 적합율의 상승이 나타났는데, 이는 설치된 환경조건의 영향으로 감지기의 감도가 둔감된 것으로 사료된다.
- 3) 부작동실험결과 적합율이 5년 이상 10년 미만의 경우 100%, 10년 이상 15년 미만의 경우 100%, 15년이상의 경우 100%로 나타났다. 부작동실험의 경우 사용기간 경과에 따른 성능변화에 차이점을 발견할 수 없었다.
- 4) 부적합판정을 받은 감지기를 분해하여 살펴본 결과 작동표시등(LED)의 절단과 PCB의 크랙(Crack), 부품소자의 소손과 비교증폭회로부 부품(TR)의 기능상실등 제품상의 문제점과 작동표시등(LED)의 페인트도색과 연기흡입망의 먼지흡착, 수분의 침투로 인한 부식 및 녹 발생, 이에 따른 LED와 콘덴서의 부품소자의 기능상실 등 유지관리상의 문제점을 발견할 수 있었다.
- 8%로 나타났다. 따라서 사용기간이 경과할수록 적합율이 현저하게 떨어지고 있음을 확인할 수 있었다.
- 이와 같은 원인으로 인해 감지기의 동작기능 상실이 나타나는 것으로 사료된다. 이 밖에도 사용기간이 오래될수록 플라스틱의 내구성의 문제점이 나타나 몸체가 쉽게 부서지는 것을 확인할수 있었다.
- Figure 3은 이온화식연기감지기의 유지관리상의 문제점을 나타낸 것으로 작동표시등의 페인트도색과 연기흡입망의 먼지흡착, 수분의 침투로 인한 부식 및 녹발생, 이에 따른 LED와 콘덴서의 부품소자의 기능상 실의 문제점이 나타났다. 이와 같은 원인으로 인해 감지기의 응답특성 저하 및 동작기능 상실이 나타난 것으로 사료되며, 또한 소방대상물에 설치되어 있는 감지기가 평상시 제대로 점검 및 유지관리가 되고 있지 않다는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 따라서 이온화식연기감지기의 경우 일정한 사용기간이 경과되면 교체해 주는 것이 화재발생시 감지기의 성능확보를 위해 바람직할 것으로 사료된다. 그러나 감지기의 내구연한에 관한 결정은 보다 많은 실험을 통하여 얻어진 결과를 바탕으로 결정되어야 할 것이다. 제조자는 생산기술과 품질관리 기술의 향상과 사용자는 유지관리 및 정기적인 성능확인시험을 통하여 감지 기에 대한 신뢰도를 향상시켜야 할 것으로 사료된다.
- 그러나 감지기의 내구연한에 관한 결정은 보다 많은 실험을 통하여 얻어진 결과를 바탕으로 결정되어야 할 것이다. 제조자는 생산기술과 품질관리 기술의 향상과 사용자는 유지관리 및 정기적인 성능확인시험을 통하여 감지 기에 대한 신뢰도를 향상시켜야 할 것으로 사료된다.
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