본 연구는 압축공기포 소화설비의 소화성능을 평가하기 위해 포헤드 설비를 이용하여 실험을 진행 하였다. 압축공기포 소화설비는 포수용액에 압축공기를 혼입하여 포를 발생시키는 방식으로 해외에서는 원거리 방수가 가능하고 물 사용량을 줄여 수손피해를 최소화할 수 있는 압축공기포 소화설비(CAFS: Compressed Air Foam System)가 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 UL162 기준으로 수성막포 3 % 포 소화약제를 적용하여 기존의 공기 혼입 방식에 의한 포 소화설비와 압축공기포 소화설비간 비교 실험을 통하여 소화 성능 효과를 비교 분석하였다. 압축공기포 소화설비의 공기 혼입 비율은 포 수용액과 1 : 1의 부피 비율로 하였으며 발포유량은 각각 140 L/min, 160 L/min, 180 L/min, 200 L/min으로 변화를 주면서 소화효과를 검증하였다. 그 결과 소화 성능면에서는 압축공기포 소화설비가 공기 혼입 방식보다 모든 유량 조건에서 소화시간이 빠르게 나타났다.
본 연구는 압축공기포 소화설비의 소화성능을 평가하기 위해 포헤드 설비를 이용하여 실험을 진행 하였다. 압축공기포 소화설비는 포수용액에 압축공기를 혼입하여 포를 발생시키는 방식으로 해외에서는 원거리 방수가 가능하고 물 사용량을 줄여 수손피해를 최소화할 수 있는 압축공기포 소화설비(CAFS: Compressed Air Foam System)가 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 UL162 기준으로 수성막포 3 % 포 소화약제를 적용하여 기존의 공기 혼입 방식에 의한 포 소화설비와 압축공기포 소화설비간 비교 실험을 통하여 소화 성능 효과를 비교 분석하였다. 압축공기포 소화설비의 공기 혼입 비율은 포 수용액과 1 : 1의 부피 비율로 하였으며 발포유량은 각각 140 L/min, 160 L/min, 180 L/min, 200 L/min으로 변화를 주면서 소화효과를 검증하였다. 그 결과 소화 성능면에서는 압축공기포 소화설비가 공기 혼입 방식보다 모든 유량 조건에서 소화시간이 빠르게 나타났다.
This research is to evaluate the fire extinguishing performance of Compressed Air Foam System and this test was conducted using Foam Head System. Compressed Air Foam System adopt the methods of causing the foam by mixing compressed air in foam-aqueous solution, In Overseas, CAFS (Compressed Air Foam...
This research is to evaluate the fire extinguishing performance of Compressed Air Foam System and this test was conducted using Foam Head System. Compressed Air Foam System adopt the methods of causing the foam by mixing compressed air in foam-aqueous solution, In Overseas, CAFS (Compressed Air Foam System) is generally used because long distance discharge is possible and the water damage can be minimized by reducing the water usage. In this study, Comparative analysis on fire extinguishing effect is done through test to compare the performance between Foam System applied existing air mixture method and Compressed Air Foam System applied AFFF 3 %, foam-extinguishing-agent based on UL162 standard. In Compressed Air Foam System, the volume proportion of air mixture to foam-aqueous solution is 1 to 1 and discharging flow rate is 140 L/min, 160 L/min, 180 L/min, 200 L/min each. As a result of the test, in terms of fire extinguishing performance, fire suppression time for Compressed Air Foam Systems is shorter than for General Air Mixture System in all flow conditions.
This research is to evaluate the fire extinguishing performance of Compressed Air Foam System and this test was conducted using Foam Head System. Compressed Air Foam System adopt the methods of causing the foam by mixing compressed air in foam-aqueous solution, In Overseas, CAFS (Compressed Air Foam System) is generally used because long distance discharge is possible and the water damage can be minimized by reducing the water usage. In this study, Comparative analysis on fire extinguishing effect is done through test to compare the performance between Foam System applied existing air mixture method and Compressed Air Foam System applied AFFF 3 %, foam-extinguishing-agent based on UL162 standard. In Compressed Air Foam System, the volume proportion of air mixture to foam-aqueous solution is 1 to 1 and discharging flow rate is 140 L/min, 160 L/min, 180 L/min, 200 L/min each. As a result of the test, in terms of fire extinguishing performance, fire suppression time for Compressed Air Foam Systems is shorter than for General Air Mixture System in all flow conditions.
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문제 정의
따라서 국내에서도 이러한 압축공기포 소화설비에 대한 선구적인 측면에서 소화 성능평가 실험을 시행하였으며, 국내 전문 기술 도입에 대한 기초 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
포 수용액 이송배관 중간에 유량계를 설치하고 실험하고자 하는 유량으로 조절하였으며, 중간에 압축공기 혼합기를 통하여 압축공기를 주입하였다. 소화모형은소화기의 형식승인 및 제품 검사의 기술기준(9)에 의한 유류화재 소화모형 20단위를 적용하여 Figure 3과 같이 실험하였으며, 실험의 안전성 확보와 범위를 확정하기 위한 기초연구로 포 수용액의 발포유량을 200 L/min로 하여 예비 소화 실험을 진행하였다. 실험결과 소화모형에 점화 후 60초가 되어야 화염온도가 일정하게 되는 것으로 나타나 발포 시작 시간을 점화 후 1분으로 하였다.
대상 데이터
기준을 적용하여 제작한 것으로 캐나다 국립연구소에서 시험한 장치와 동일한 형식과 크기로 하였다. Figure 2는 압축공기포 소화설비 실험 장치이며, 구성은 포헤드 4개를 설치간격 3,600 mm 격자형으로 설치하고 높이는 지상으로부터 포헤드 선단까지 4,500 mm로 하였다. 압축공기 혼입은 시험의 연속성과 안정성을 위해서 포 소화약제 혼합장치를 통과한 포 수용액에 콤푸레셔를 이용하여 시간에 제한없이 계속해서 압축 공기를 공급할 수 있도록 하였다.
계측장비는 방출압력 측정을 위한 압력센서, 화염 온도를 측정하는 열전대 온도계를 바닥에서 수직으로 0.5 m, 0.8 m, 1.2 m, 1.5 m 지점에 4개를 배치하여 측정하였으며, 화염으로부터 6 m 지점에 복사열 측정 장치를 설치하여 발포 시점의 열량(5.6 KW)이 동일한지 확인하였다.
본 연구에 사용되어진 실험 장치는 UL-162과 NFPA Code 11(7,8) 기준을 적용하여 제작한 것으로 캐나다 국립연구소에서 시험한 장치와 동일한 형식과 크기로 하였다. Figure 2는 압축공기포 소화설비 실험 장치이며, 구성은 포헤드 4개를 설치간격 3,600 mm 격자형으로 설치하고 높이는 지상으로부터 포헤드 선단까지 4,500 mm로 하였다.
본 연구에 사용되어진 포 소화약제는 제품검사를 필한 국내 A사의 수성막포 3 % 포소화약제를 사용하였으며, 연료는 일정한 발열량 유지를 위하여 동일한 휘발유(gasoline)를 사용하여 실험을 실시하였다.
성능/효과
(1) 포 수용액 발포유량 140 L/min에서의 소화시간은 압축공기 혼입방식이 공기 혼입방식보다 12초 빠르게 나타났으며 압출압력은 0.08 MPa 더 높게 나타났다.
(2) 포 수용액 발포유량 160 L/min에서의 소화시간은 압축공기 혼입방식이 공기 혼입방식보다 9초 빠르게 나타났으며 압출압력은 0.10 MPa 더 높게 나타났다.
(3) 포 수용액 발포유량 180 L/min에서의 소화시간은 압축공기 혼입방식이 공기 혼입방식보다 15초 빠르게 나타났으며 압출압력은 0.10 MPa 더 높게 나타났다.
(4) 포 수용액 발포유량 200 L/min에서의 소화시간은 압축공기 혼입방식이 공기 혼입방식보다 9초 빠르게 나타났으며 압출압력은 0.10 MPa 더 높게 나타났다.
후속연구
이상과 같이 모든 발포유량 실험조건에서 압축공기 혼입방식이 공기 혼입방식보다 소화시간이 빠르게 나타났으며, 방출압력은 각 유량에 따라 압축공기 혼입방식이 0.08~0.10 MPa 더 증가하는 것으로 나타나 향후 압축공기포 전용헤드 개발시 설계압력을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다.
참고문헌 (9)
NEMA Code 2012-57, "Approval of Type & Test Methods for Fire Extinguisher Agent" (2012).
NEMA Code 2012-81, "Standard for Performance Certification & Product Inpection of Foam-Extinguishing- Agent Proportioner" (2012).
J. S. Nam, "A Literature Investigation of Compressed- Air Foam System (CAFS)", A Nationwide Fire related College and University Professor Council Academic Seminar (2008).
W. S. Lim, S. H. Sakong, J. O. Lee, J. H. Jeong, J. S. Nam, D. G. Nam, Y. U. Na, K. H. Park, et al., "A Study of Establishment on the Compressed-Air Foam System", Korean Institute of Fire Science & Engineering Conference (2011).
Miracle CAFS of Japan, "Introduction to and Operation of Compressed Air Foam Systems" Miracle co (2008).
Andrew K. Kim and George P. Crampton "Application of Alnewly-developed Compressed-air-foam Fire Suppression System", 9th International Fire Science and Engineeering Conference (2001).
UL162, "Standard for Safety for Foam Equipment and Liquid Concentrates", Underwriters Laboratories, Northbrook, IL (1999).
NFPA 11, "Stanndard for Low-, Medium-, and High- Expansion Foam" (2005 Edition, NFPA).
NEMA Code 2012-56, "Approval of Type & Test Methods for Fire Extinguisher" (2012).
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