[논문]리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 연소성질 비교

정영진

리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 연소성질 비교
Comparison of Combustion Properties of the Pinus rigida, Castanea sativa, and Zelkova serrata 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.23 no.4, 2009년, pp.73 - 78

초록
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본 연구는 콘칼로리미터를 사용하여 한국 리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 연소성질을 조사하였다. 이들 종에 대한 열방출율과 연기 발생량을 측정하였다. 숯생성으로 인한 연소성 억제 증대에 대하여, 느티나무는 리기다 소나무, 밤나무에 비하여 좋은 성질을 보였다. 밤나무는 리기다 소나무, 느티나무에 비하여 높은 CO수율과 높은 $CO/CO_2$ 수율을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper investigated the combustion properties of the Pinus rigida, Castanea sativa, and Zelkova serrata which are grown in Korea using the cone calorimeter. The heat release rate and smoke production for these species were measured. With respect to an increase of retardant properties attributed to char formation, Zelkova serrata showed good properties compared with that of Pinus rigida and Castanea sativa. The Castanea sativa has high $CO_{peak}$ Yield and high $CO/CO_2$ Yield compared with that of Pinus rigida and Zelkova serrata.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 목적은 한국에서 자란 리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 열방출율 및 연기발생량을 비교하고, 구조 재료로의 사용에 대한 연소성을 평가 하고자 하였다.
에 의하면 착화는 중간 열속에서 백열로부터 불꽃연소로 진행하며, 증대된 열속에 의해 직접 불꽃연소로 발생된다. 이 연구는 발연 착화에 대하여 최소 열속에 대한 정보를 제공한다.

가설 설정

침엽수는 활엽수보다 높은 리그닌 함량과 낮은 헤미셀룰로오스를 가지고 있다.²⁾ 연소에 있어서 이들의 차이는 나무 사이에서 연소열을 변화시키는 원인이 된다. 나무의 최대 연소열은 숯(char)생성과 수분함량 때문에 다소 낮아질 수 있을지라도 전형적으로 약 17MJ/kg으로 된다.
5)나무의 종은 일반적으로 활엽수와 침엽수로 구분되어진다. 침엽수는 활엽수보다 높은 리그닌 함량과 낮은 헤미셀룰로오스를 가지고 있다.

제안 방법

밤나무 및 느티나무는 연소 중 생성된 숯의 단열효과로 인하여 연소 지연 효과를 나타내는 것으로 이해된다. Table 2에서 보는 바와 같이 소나무는 320s에서 25.44kg/kg로 밤나무(8.68kg/kg at 355s)와 느티나무(11.97kg/kg at 610s)의 그것에 비교하여 비교적 높은 수율의 CO₂를 방출했다. CO₂의 높은 수율은 더욱 완전한 연소가 일어나고 있는 것을 나타내고, CO/CO₂ 비가 낮은 것은 노출 독성이 낮다는 것을 나타낸다.
시험은 ISO 5660-1 표준으로 1분당 평균질량손실율이 150g/m² 미만으로 떨어질 때 종료되어졌다. 모든 연소시험은 그 들의 재현성을 보증하기 위하여 3번씩 수행하였다.
한국에서 자란 리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 열방출율과 연기 발생량을 측정하였다.

대상 데이터

이 실험에서 사용된 시험목은 한국에서 자란 나무 종으로서 지역 농부로부터 직접 얻었다. 특별히 시골지역에서 숲으로부터 지역적으로 쉽게 얻을 수 있는 나무 종은 난방을 위하여 사용되고 있다.

성능/효과

건조한 나무의 기본 조성은 탄소 50%, 수소 6%, 산소 44%로 구성되고 그 외에 적은 양의 질소와 약간의 무기 화합물로 구성되어 있다.¹⁾ 나무의 주요 성분은 셀룰로오스: 활엽수(40~44%), 침엽수(40~44%), 헤미셀룰로오스: 활엽수(23~40%), 침엽수(20~32%), 리그닌: 활엽수(15~25%), 침엽수(25~35%) 등의 비율로 이루어진다.²⁾
1) 느티나무는 낮은 HRR_peak(193.7kW/m²)을 나타내었고, 리기다 소나무, 밤나무에 비하여 낮은 MLR_mean(0.085g/s) 을 나타내었다. 게다가 느티나무는 다른 시험된 종에 비하여 오랜 시간 동안 의 TTI가 소요되었다(41s).
2) 밤나무는 리기다 소나무와 느티나무에 비하여 높은 COpeak 수율(0.592kg/kg)과 높은 CO/CO₂ 수(0.068202)을 방출하였다. 또한 밤나무는 높은 TSR_whole(213.
3) 밤나무는 비교적 높은 CO_peak 수율(0.5922kg/kg) 때문에 구조 재료를 위하여 시험된 것들 중 연소시 가장 위험한 나무 종으로 판단된다.
3) 셀룰로오스 240~350℃, 헤미셀룰로오스 200-260℃, 리그닌 280-500℃. 나무의 열분해 특성은 리그닌 성분이 증가됨에 따라 더 높은 온도로 변한다.
그럼에도 불구하고 연소의 끝에서 3가지 물질의 잔여물들이 완전히 다르다는 것을 아는 것은 중요하다. 느티나무와 밤나무의 잔여물은 소나무의 잔여물과 비교하여 오직 검은색으로 나타났다. 소나무종은 부드러운 흰색의 재였다.
발생량을 나타내었다. 시간이 지남에 따라 소나무는 짧은 시간의 경과임에도 불구하고 CO₂ 발생이 멈춰졌고, 밤나무는 CO_2peak 발생율이 300s 근처에서 가장 컸으며, 느티나무는 가장 긴 시간 동안 CO₂를 방출하였다. 이것은 소나무가 테르핀류의 많은 휘발성 물질을 함유하고 있고,^24-26) 그의 체적밀도가 낮으므로 인하여 연소속도가 커졌음을 의미한다.
재료는 외부열원 50kW/m²에서 수평방향으로 시험되어졌다. 시험은 ISO 5660-1 표준으로 1분당 평균질량손실율이 150g/m² 미만으로 떨어질 때 종료되어졌다. 모든 연소시험은 그 들의 재현성을 보증하기 위하여 3번씩 수행하였다.
외부 열원 50kW/m²에서 시험된 3종의 HRR커브는 느티나무가 소나무와 밤나무의 그것과 비교하여 매우 빈약한 거동을 나타내었다. 느티나무의 HRR_peak은 소나무(287.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	건자재로서 나무의 결점은 무엇인가?	나무는 친환경적, 물리적 그리고 기계적 성질의 관점에서 좋은 성질을 가지고 있다. 그러나 건자재로서 나무의 결점은 그의 가연성이다. 건조한 나무의 기본 조성은 탄소 50%, 수소 6%, 산소 44%로 구성되고 그 외에 적은 양의 질소와 약간의 무기 화합물로 구성되어 있다.
	건조한 나무의 기본 조성은 어떻게 구성되는가?	그러나 건자재로서 나무의 결점은 그의 가연성이다. 건조한 나무의 기본 조성은 탄소 50%, 수소 6%, 산소 44%로 구성되고 그 외에 적은 양의 질소와 약간의 무기 화합물로 구성되어 있다.1) 나무의 주요 성분은 셀룰로오스: 활엽수(40~44%), 침엽수(40~44%), 헤미셀룰로오스: 활엽수(23~40%), 침엽수(20~32%), 리그닌: 활엽수(15~25%), 침엽수(25~35%) 등의 비율로 이루어진다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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