$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

FT-IR과 FED를 이용한 건축 재료의 연소독성평가에 관한 연구
A Research for Assessment Fire Toxic Gas of Construction Material Using FT-IR and FED 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.25 no.6, 2011년, pp.27 - 31  

김성수 (인천대학교 대학원) ,  조남욱 (건설기술연구원) ,  이동호 (인천대학교 소방방재연구센터)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 건축물 내장 재료에 대한 연소독성평가와 독성지수연구로써 FT-IR을 이용한 연소가스 분석실험을 하였다. 독성지수를 산정하기 위한 실험의 화재모델로 콘 칼로리미터 화재모델(KS F ISO/TR 9122-4)을 사용하였으며 ISO 19702의 절차에 따라 FT-IR을 이용하여 건축 재료의 연소로부터 발생되는 가스의 분석을 수행하였다. 국제규격에서 제시하고 있는 몇 가지 독성지수 산정법 중 ISO 13344에서 규정하는 방법에 따라 FED 값을 산정하였으며, 30분간 시험동물에 노출 시 대상의 50 %가 사망하는 농도인 $LC_{50}$을 기준으로 하여 3가지 재료의 독성지수화를 통해 상대적인 독성 위험도를 평가하였다. 그 결과로 0.025~0.285의 FED가 산출되었으며 우레탄에서는 HCN이 검출되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, combustion toxicity evaluation for building interior materials and study for toxicity as using FT-IR analysis. this experiment for the calculation of toxicity index, it using a cone calorimeter model in KS F ISO/TR 9122-4 as a fire model. It is following ISO 19702 procedure for assess...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 2장의 실험기준과 방법에 따라 3종의 시료를 이용한 연소실험은 규정에 따라 실시하였고 FT-IR을 이용하여 분석된 결과는 수집하여 위의 방법으로 정성·정량 분석하여 발생량을 구하였다.
  • 이 시료별 연소생성기체를 분석한 결과를 이용하여 FED를 계산하기 위해 그 발생량의 분당 평균을 계산할 필요가 있다. 3.1에서 제시된 시간-농도그래프를 적분하여 30 분간의 총 발생량을 구하고 30(분)으로 나누어 분당 평균 농도를 구하였다. 계산된 평균값을 식 (1)에 대입하여 도출된 FED는 Table 2와 같다.
  • Conical Heater로 시료를 가열한 후 전기스파크에 의하여 점화시키는 화재모델로 본 연구에서는 연소하는 시료가 공기에 노출되어있어 공기유량이 높다는 특징을 가지고 있는 콘 칼로리미터 모델을 채택하여 실험하였다.1)
  • FT-IR을 이용하여 수집된 스펙트럼으로부터 정성 · 정량 분석을 수행하였다.
  • ISO 13344에서는 연소가스의 발생농도 데이터를 이용하여 FED(Fractional Effective Dose)를 산출하는 방법을 제시하고 있으므로, FT-IR을 이용하여 연소가스를 분석하고 그 데이터로 FED를 계산하고자 한다. FED란 독성물이 무력화를 유발하는데 필요한 노출량으로 유해가스 내에서 독성에 효과를 나타내는 여러 요소를 한 번에 계산하여 지수화하기 때문에 위험도를 예측하고 확인, 비교하는데 유리하다.
  • KS F ISO/TR 9122-4에 따른 콘칼로리미터 화재모델, ISO 19702에 따른 FT-IR 연소가스 분석, ISO 13344에 따른 FED계산을 결합하여 3종의 시료를 연소실험하고 FED를 구한 결과, 다음의 결론을 얻었다.
  • 이 흡광도는 농도와 비례하는 성질이 있어 이를 이용하면 동일 기체는 스펙트럼의 흡광도를 비교하여 정량하는 것이 가능하다. 본 실험에서도 이 성질을 이용하여 정량분석을 수행하였다.
  • 본 실험에서의 실험장비는 ISO 19702에 따라 샘플링 라인과 가스셀의 온도를 150 ℃로 설정하여 산성가스 및 기타 물질이 샘플링 시스템이나 가스셀에 흡착되는 것을 방지하였다. 가스셀은 필터로 보호하였는데 그을음과 산성기체를 걸러내는 것을 목적으로 5 µm 필터를 사용하였다.
  • 가연물의 연소가스를 샘플링하여 FT-IR로 분석하는 방법은 Figure 2와 같다. 실험은 가로, 세로가 각각 100 mm로 제작된 시료를 준비하고 Conical Heater의 예열과 기기의 Calibration을 수행한 후 Igniter를 이용하여 점화시켜 실험을 진행함과 동시에 FT-IR로 발생 가스의 분석을 실시하고 실험시간인 30분간의 발생 가스 데이터를 수집하였다.
  • Figure 3은 연소가스 스펙트럼에서 CO, CO2, HCN의 스펙트럼이 나타나는 위치 중에서 대표적인 부분을 보여준다. 이와 같이 각 가스의 특정 스펙트럼이 나타나는 위치를 확인하고 동일위치에 Peak가 나타나는가를 확인함으로써 정성분석을 실시하였다. 그러나 Figure 3에 표시된 것과 같이 지정된 위치에서만 특정 Peak가 나타나는 것이 아니기 때문에 Figure 2에 표시된 범위 외에 위치한 특정 스펙트럼을 확인할 필요가 있다.

대상 데이터

  • 실험대상은 OSB 합판, 카페트, 우레탄으로 선택하였으며 OSB 합판은 기본이 되는 목재시료로 선택하였다. 카페트는 섬유재질이며 공기와의 접촉면적이 넓은 재료의 연소특성을 관찰하기위하여 선택하였고, 우레탄은 고분자물질의 연소특성을 관찰하기 위하여 선택하였다.
  • 실험대상은 OSB 합판, 카페트, 우레탄으로 선택하였으며 OSB 합판은 기본이 되는 목재시료로 선택하였다. 카페트는 섬유재질이며 공기와의 접촉면적이 넓은 재료의 연소특성을 관찰하기위하여 선택하였고, 우레탄은 고분자물질의 연소특성을 관찰하기 위하여 선택하였다.

데이터처리

  • 식(1)에 LC50과 연소가스 발생량을 대입하여 FED를 산출하였으며 이 과정은 3회 반복 실험으로 각각의 FED를 구하고 그 평균값을 계산하였다.3)

이론/모형

  • 따라서 건축자재는 불연성시험, 연기밀도시험, 독성시험등 각종 화재시험이 요구되며, 연소가스의 독성을 평가하기위한 연기독성시험도 실시된다. 본 연구에서는 KS F ISO/TR 9122-4에 제시된 화재모델 중 콘 칼로리미터 법을 선택하여 연소실험을 하고 연소가스분석은 ISO 19702에서 제시된 적외선분광분석(FT-IR)을 이용하여 연소가스를 분석하였다. 적외선 분광분석이란 적외선에 노출된 각각의 화학종이 고유의 진동을 일으켜 적외선 흡수로 나타나며 흡광도 또한 화학종의 양에 따라 달라지는 특성을 이용하여 정량분석도 가능한 분석기법이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (4)

  1. KS F ISO/TR 9122 - 4 : 2004 "화재 생성물의 독성시험- 제4부 : 화재모델(소규모 시험에사용되는연소 시험 장치)". 

  2. ISO 19702 : 2006 "Toxicity Testing of Fire Effluents - Guidance for Analysis of Gases and Vapours iN Fire Effluents Using FT-IR Gas Analysis". 

  3. ISO 13344 : 2004 "Estimation of the Lethal Toxic Potency of Fire Effluents". 

  4. G.E. Hartzell, D.N. Priest, and W.G. Switzer, "The Fractional Effective Dose Model for Assessment of Toxic Hazards in Fires", Journal of Fire Science, pp.356-362(1988). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로