[논문]침윤소화약제 성능평가를 위한 축소실험의 타당성 분석

김남균; 임경범; 이동호

doi:10.7731/kifse.2014.28.2.014

초록
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현재 국내의 침윤소화약제 기술기준은 표면장력에 대한 기준만 존재하여 이를 통한 약제의 성능평가는 어려운 실정이다. 따라서 침윤소화약제의 성능평가 기법을 제시하기 위해 축소모형 실험 장치를 통한 최적화된 성능평가 방법을 제시하고자 한다. 본 연구는 해외 기준인 NFPA 18의 실험과 자체 제작된 축소모형 실험 장치를 이용한 실험의 결과 비교분석을 통해 자체 제작 축소모형 실험 장치실험 결과의 타당성을 규명하고자 한다. 목화솜을 대상으로 침투성능만을 평가하는 NFPA 18 실험과 목분을 대상으로 침투성능과 소화성능을 모두 평가하는 축소모형 실험을 비교분석한 결과 NFPA 18의 실험과 자체 제작 축소모형 실험에서 모두 소화용수의 침투성에 관한 변별력을 확인할 수 있었다. 또한 자체 제작 축소모형 실험에서는 T/C를 통한 내부온도 측정을 통해 보다 명확한 변별력을 나타냄을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A current standard exist only on the surface tension in the current domestic wetting agent technology standards, so it is difficult to the performance evaluation of the wetting agent through the standard. So this study presents the optimized performance evaluation methods by scale model experimental...

A current standard exist only on the surface tension in the current domestic wetting agent technology standards, so it is difficult to the performance evaluation of the wetting agent through the standard. So this study presents the optimized performance evaluation methods by scale model experimental equipment in order to present techniques for performance evaluation of wetting agents. The purpose of this study is to investigate validity of experimental results of the self-designed scale model experiment equipment by a comparative analysis of experimental results of the NFPA 18 experiment and the experiment using the self-designed scale model experiment equipment. As a result of a comparative analysis of experimental results of the NFPA 18 experiment that evaluate only the permeation performance on the contton and the experiment using the self-designed scale model experiment equipment that evaluate the permeation performance and fire extinguishing performance on wood flour, the discrimination of the permeation performance was confirmed in both the NFPA 18 experiment and the self-designed scale model experiment equipment. And a result of self-designed experiment equipment have clear discriminatory more than NFPA 18 by internal temperature measurement using the thermocouples.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 축소모형 시험 장치의 기초 연구로써 NFPA 18에서 제시하고 있는 시험의 재현결과와 자체 제작 축소모형 실험 장치의 실험 결과를 비교 분석하여 보다 명확한 변별력을 나타내는 실험방법을 확인하고자 하였고, 이를 바탕으로 심부화재 진압용 소화용수의 기준평가 및 분석을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

제안 방법

NFPA 18 실험에서는 다공성물질의 일관성을 유지하기 위해 NFPA 18 상의 실험 방법과 함께 건조과정을 추가하여 실험을 진행하였다.
침투성능을 분석하기 위하여 약제탱크에서 분사노즐을 통해 다공성물질 홀더로 소화용수를 살수시켜 살수량 (Scale 1), 배출량(Scale 2), 침투량(Scale 3)을 측정하여 침윤소화약제의 침투성능을 분석하였다. 또한 소화성능을 분석하기 위해 다공성물질 홀더에 T/C를 다공성 물질의 하단부로부터 2 cm, 5 cm, 8 cm에 설치하였으며, 이를 통해 내부 온도변화를 측정하여 소화성능을 판단하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 NFPA 18의 재현 실험을 구현하기 위해 ‘Cotton’으로 명시되어 있는 다공성 물질로써 목화 100%의 목화솜으로 선정하였다⁽⁴⁾.
본 연구에서는 기초실험에서 사용된 국내·외 시판되는 침윤소화약제 중 FT-IR 분석결과 특이성분을 포함하고 있지 않으며 표면장력, 기초 흡수도 실험에서 평균 성능을 나타는 침윤소화약제를 사용하였으며⁽⁸⁾, Table 1은 해당 약제의 특성을 나타낸다.
축소모형 실험을 위한 목분은 국내 사용 목재의 75% 이상을 점유하고 있는 라디에타 파인(RADIATA PINE)의 원목 목분으로⁽⁵⁾ 선정하였으며, Sieve Shaker(청계상공사, CG-211-8)를 통해 체가름하여 500~1,000 μm의 목분으로 실험하였다. 목분의 일정한 함수율 유지를 위해 80 ^oC 조건의 건조기에서 62시간 건조 후 4시간 간격으로 반복 측정하여 시료의 질량 변화가 없을 때까지 건조시켰으며, 식 (1)에 의거하여 함수율을 계산한 결과 실험에 사용된 목분은 10.

성능/효과

(1) NFPA 18 실험결과 목화솜에서 물은 71.2 g, 침윤소화약제는 9.6 g의 배출량을 확인함으로써 변별력을 확인하였다.
(2) 축소모형 실험에서 물은 1,245.1 g, 침윤소화약제는 435.1 g의 배출량을 나타내어 NFPA와 같이 침윤소화약제 침투성의 변별력을 확인하였으며, T/C 온도 분석을 통해 소화성의 변별력을 확인하였다.
(3) 축소모형 실험의 결과를 바탕으로 물 대비 침윤소화 약제의 성능을 지수화한 결과 33.71의 결과를 나타냄으로써 물에 비해 침윤소화약제의 성능이 월등히 우수함을 확인하였다.
(4) 배출량만으로 침윤소화약제 성능평가를 실시하는 NFPA 18 실험에 비해 축소모형 실험 장치의 경우 온도 변수가 추가되어 보다 명확한 성능평가가 가능하고, 도출되는 결과 또한 충분한 변별력을 가짐을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 자체 제작된 축소모형 실험 장치의 실험 결과에 대한 타당성을 규명하였으며, 심부화재 진압용 소화용수 기준평가 및 분석을 위한 성능평가 방법을 제시하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

후속연구

(4) 배출량만으로 침윤소화약제 성능평가를 실시하는 NFPA 18 실험에 비해 축소모형 실험 장치의 경우 온도 변수가 추가되어 보다 명확한 성능평가가 가능하고, 도출되는 결과 또한 충분한 변별력을 가짐을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 자체 제작된 축소모형 실험 장치의 실험 결과에 대한 타당성을 규명하였으며, 심부화재 진압용 소화용수 기준평가 및 분석을 위한 성능평가 방법을 제시하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현재 국내의 침윤소화약제 기술기준은 어떠한가?	현재 국내의 침윤소화약제 기술기준은 표면장력에 대한 기준만 존재하여 이를 통한 약제의 성능평가는 어려운 실정이다. 따라서 침윤소화약제의 성능평가 기법을 제시하기 위해 축소모형 실험 장치를 통한 최적화된 성능평가 방법을 제시하고자 한다.
	NFPA 18 실험은 무엇을 대상으로 하는가?	본 연구는 해외 기준인 NFPA 18의 실험과 자체 제작된 축소모형 실험 장치를 이용한 실험의 결과 비교분석을 통해 자체 제작 축소모형 실험 장치실험 결과의 타당성을 규명하고자 한다. 목화솜을 대상으로 침투성능만을 평가하는 NFPA 18 실험과 목분을 대상으로 침투성능과 소화성능을 모두 평가하는 축소모형 실험을 비교분석한 결과 NFPA 18의 실험과 자체 제작 축소모형 실험에서 모두 소화용수의 침투성에 관한 변별력을 확인할 수 있었다. 또한 자체 제작 축소모형 실험에서는 T/C를 통한 내부온도 측정을 통해 보다 명확한 변별력을 나타냄을 확인하였다.

참고문헌 (8)

J. W. Park, M. H. Lee. G. Y. Jeon and W. H. Hong, "A Case Study on the Problem of Fire Safety in Domestic Traditional Market - With a focus of fire at the Seo- Moon Market", Proceedings of 2006 Spring Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 182-186 (2006).
N. K. Kim, K. B. Lim and D. H. Rie, "A Study on Surface Absorption Dynamic Mechanism due to the Addition of a Surfactant in Cellulosic Combustibles", Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 12, No. 6, pp. 223-229 (2012).

원문보기 상세보기
National Emergency Management, "Type approval of the Extinguishing Agent and Technical Standards of Product Inspection", National Emergency Management Affairs Act 2012-57 (2012).
NFPA 18, "Standard on Wetting Agents", National Fire Protection Association (2011).
Y. S. Kim, "A Study on the Explosion Efficiency And Risk Assessment of Combustible Wood Dust by Using the Cone Calorimeter", University of Inchoen of Master's Thesis (2012).
J. S. Kim and D. H. Rie, "Downward Smoldering Fire Characteristics of Wood Chip and Wood Flour", Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 13, No. 1, pp. 269-274 (2013).
W. T. Simpson, "Drying and Control of Moisture and Dimensional Changes", Wood Handbook - Wood as an Engineering Material, Forest Product Laboratory U.S.D.A forest Service Madison, Wisconsin, Chapter 12, pp. 1-21 (1987).
S. S. Kim and D. H. Rie, "Correspondece Analysis of Wetting Agent Using Principal Compnent Analysis", Proceedings of 2013 Spring Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 23-24 (2013).

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