주방내 조리용 기름 화재 발생시 레인지 주변 환경이 감지 시간에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구 Numerical Study on the Effect of Range Surrounding Environment on Detecting Time for Cooking Oil Fire in Kitchen원문보기
"2008년도 화재통계연보"에 따르면 화재 발생의 약 34%가 호텔, 식당, 주택 등과 같은 실내 화재이고 그 중에서 약 53% 이상이 주방에서 발생하고 있다. 이에 최근에 국내에서는 공동주택내 주방의 화재소화 설비로써 주로 자동식 소화기를 사용하고 있고 형식 승인은 "자동식 소화기의 형식 승인 및 검정기술기준(KOFEIS 0101-1)"을 따르고 있다. 하지만 자동식 소화기 성능 평가 기준내의 한가지 환경조건만으로는 실제 주방에서 자동 소화기의 성능을 검증하는 것에 한계가 있다. 그러므로 다양한 주방 구조에 따라 화재 감지 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 주방에서 레인지 주변의 형상에 따라 감지시간에 대한 영향을 수치해석 하였고 그 결과 화재 감지 시간의 차이가 약 100초 가량 차이가 났다. 또한 후드의 작동 여부에 따라서도 감지 특성이 다르게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 주방 내에서 조리용 기름의 화재 제어를 위한 성능 평가 기준을 검증하고 개선하는데 활용될 수 있다.
"2008년도 화재통계연보"에 따르면 화재 발생의 약 34%가 호텔, 식당, 주택 등과 같은 실내 화재이고 그 중에서 약 53% 이상이 주방에서 발생하고 있다. 이에 최근에 국내에서는 공동주택내 주방의 화재소화 설비로써 주로 자동식 소화기를 사용하고 있고 형식 승인은 "자동식 소화기의 형식 승인 및 검정기술기준(KOFEIS 0101-1)"을 따르고 있다. 하지만 자동식 소화기 성능 평가 기준내의 한가지 환경조건만으로는 실제 주방에서 자동 소화기의 성능을 검증하는 것에 한계가 있다. 그러므로 다양한 주방 구조에 따라 화재 감지 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 주방에서 레인지 주변의 형상에 따라 감지시간에 대한 영향을 수치해석 하였고 그 결과 화재 감지 시간의 차이가 약 100초 가량 차이가 났다. 또한 후드의 작동 여부에 따라서도 감지 특성이 다르게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 주방 내에서 조리용 기름의 화재 제어를 위한 성능 평가 기준을 검증하고 개선하는데 활용될 수 있다.
According to the "Yearbook of disaster response, fire safety and fire statistics (NEMA: National Emergency Management Agency)", approximately 34% of all fire is interior fire such as hotel, restaurant and residence and more than 53% of which is occurring in the kitchen. The evaluation of fire exting...
According to the "Yearbook of disaster response, fire safety and fire statistics (NEMA: National Emergency Management Agency)", approximately 34% of all fire is interior fire such as hotel, restaurant and residence and more than 53% of which is occurring in the kitchen. The evaluation of fire extinguishing system in the kitchen is performed in accordance with the "Korea Fire Equipment Inspection Standard (KOFEIS 0101-1)" which is using one environmental condition. However, only using one environmental condition is not enough to evaluate the performance of the automatic fire extinguisher in kitchen fire. So the study of fire detecting characteristic about various environmental condition needs. In this study, the numerical analysis is carried out about detecting time characteristic for various range's surrounding environment. As a result, it showed up to 100 s difference in the detection time depending on the position of the range. And detecting time also showed difference for on-off hood operation. From this results, it can be verify and improve the evaluation standard for the fire extinguishing system in kitchen fire.
According to the "Yearbook of disaster response, fire safety and fire statistics (NEMA: National Emergency Management Agency)", approximately 34% of all fire is interior fire such as hotel, restaurant and residence and more than 53% of which is occurring in the kitchen. The evaluation of fire extinguishing system in the kitchen is performed in accordance with the "Korea Fire Equipment Inspection Standard (KOFEIS 0101-1)" which is using one environmental condition. However, only using one environmental condition is not enough to evaluate the performance of the automatic fire extinguisher in kitchen fire. So the study of fire detecting characteristic about various environmental condition needs. In this study, the numerical analysis is carried out about detecting time characteristic for various range's surrounding environment. As a result, it showed up to 100 s difference in the detection time depending on the position of the range. And detecting time also showed difference for on-off hood operation. From this results, it can be verify and improve the evaluation standard for the fire extinguishing system in kitchen fire.
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문제 정의
본 연구에서는 주방의 레인지 주변 환경에 따라 조리용 기름 화재의 감지 특성을 파악하기 위한 수치해석을 수행하였다. 이에 앞서 기존의 실험 결과와의 비교를 통해 조리용 기름 화재에 대한 해석 모델을 검증하였으며 레인지가 위치하는 주변 형상에 따른 화재 감지 특성에 대한 해석을 수행하였다.
제안 방법
본 연구에서는 주방의 레인지 주변 환경에 따라 조리용 기름 화재의 감지 특성을 파악하기 위한 수치해석을 수행하였다. 이에 앞서 기존의 실험 결과와의 비교를 통해 조리용 기름 화재에 대한 해석 모델을 검증하였으며 레인지가 위치하는 주변 형상에 따른 화재 감지 특성에 대한 해석을 수행하였다.
대상 데이터
RTI(Respond time index)는 반응시간지수로써 기류 온도에 대한 감열체의 시간 지연을 의미하고 RTI 값은 대개 100을 사용하기 때문에 이 값을 사용하였다. 또한 사용된 연소 모델은 FDS 내에 있는 혼합 분율 모델이다. 주방용 기름은 90% 이상이 트리글리세리드라는 물질로 구성되어 있다.
이론/모형
본 연구에서 사용된 열 감지기는 FDS내의 Heskestad의 정온식 열감지기 모델을 사용하였고 다음과 같은 식을 통해 계산한다.
성능/효과
(1) 조리용 기름 화재의 해석시 기존의 실험 결과와 비교했을 때 온도 변화의 경향성이 유사하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. 또한 FDS상에서 자동식 소화기 성능 평가 기준에 따른 해석 결과 화재 감지 특성이 기준에 부합하였다고 판단된다.
(2) 레인지가 위치하는 주변 형상이 화재감지시간에 영향을 주었다. 수치해석결과 레인지의 위치에 따라 화재 감지 시간이 약 100초 정도 차이가 났다.
(3) 후드팬을 작동시킨 경우 후드 중앙부근에 위치 하는 열 감지기는 작동하지 않았다. 후드 팬이 작동하는 경우 화재 플럼의 유동에 변화를 야기하기 때문으로 판단된다.
(1) 조리용 기름 화재의 해석시 기존의 실험 결과와 비교했을 때 온도 변화의 경향성이 유사하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. 또한 FDS상에서 자동식 소화기 성능 평가 기준에 따른 해석 결과 화재 감지 특성이 기준에 부합하였다고 판단된다.
(2) 레인지가 위치하는 주변 형상이 화재감지시간에 영향을 주었다. 수치해석결과 레인지의 위치에 따라 화재 감지 시간이 약 100초 정도 차이가 났다. 이러한 감지 시간 차이는 실제 화재 감지 및 소화에 큰 영향을 미칠 수 있다.
후속연구
따라서 현재 시행되고 있는 후드 중앙부근에서의 감지는 후드 작동에 따라 오히려 위험을 초래 할 가능성이 있다. 따라서 이에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 좁은 공간의 후드(Location 3)에서의 온도 분포는 후드 팬 작동 유무에 따라 차이가 거의 없어 이 위치에서의 열 감지기 측정에 관한 연구도 필요할 것으로 판단된다.
따라서 이에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 좁은 공간의 후드(Location 3)에서의 온도 분포는 후드 팬 작동 유무에 따라 차이가 거의 없어 이 위치에서의 열 감지기 측정에 관한 연구도 필요할 것으로 판단된다.
후드 팬이 작동하는 경우 화재 플럼의 유동에 변화를 야기하기 때문으로 판단된다. 현재 자동식 소화기 성능 평가 기준에는 레인지의 주변 환경에 따른 영향을 고려하지 않고 있으며 앞으로 이에 대한 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
주방에서 레인지 주변의 형상에 따라 감지시간에 대한 영향을 수치해석 한 결과는 무엇인가?
그러므로 다양한 주방 구조에 따라 화재 감지 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 주방에서 레인지 주변의 형상에 따라 감지시간에 대한 영향을 수치해석 하였고 그 결과 화재 감지 시간의 차이가 약 100초 가량 차이가 났다. 또한 후드의 작동 여부에 따라서도 감지 특성이 다르게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 주방 내에서 조리용 기름의 화재 제어를 위한 성능 평가 기준을 검증하고 개선하는데 활용될 수 있다.
다양한 주방 구조에 따라 화재 감지 특성에 대한 연구가 필요한 이유는?
이에 최근에 국내에서는 공동주택내 주방의 화재소화 설비로써 주로 자동식 소화기를 사용하고 있고 형식 승인은 "자동식 소화기의 형식 승인 및 검정기술기준(KOFEIS 0101-1)"을 따르고 있다. 하지만 자동식 소화기 성능 평가 기준내의 한가지 환경조건만으로는 실제 주방에서 자동 소화기의 성능을 검증하는 것에 한계가 있다. 그러므로 다양한 주방 구조에 따라 화재 감지 특성에 대한 연구가 필요하다.
참고문헌 (11)
소방재난본부, "2008년도 화재통계연보"(2008).
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