In this study, we have investigated the maximum smoke density and the initial stage smoke density in order to see the characteristics of smoke release of the architectural surface materials and the architectural adhesives, using smoke density chamber. As a result of the study, polyurethane foam show...
In this study, we have investigated the maximum smoke density and the initial stage smoke density in order to see the characteristics of smoke release of the architectural surface materials and the architectural adhesives, using smoke density chamber. As a result of the study, polyurethane foam showed the highest smoke density index, 206.55 within 10 min. In the case of the other samples, reinforced styrofoam was followed as 39.90, general styrofoam 33.73, and glass fiber 5.40, respectively. In the intial stage of a fire, it is forecasted actually to give hardship at the clear visibility. In the case of architectural adhesives, the highest ranking was those for windows and doors 509.64, stone 275.63, wood 232.25, tile 18.65, and styrofoam 6.44 were followed, respectively. This result is an early research to show characteristics of smoke release through experiment. However, it is meaningful that this study can be used as a basic for further study on architectural fire hazard prediction.
In this study, we have investigated the maximum smoke density and the initial stage smoke density in order to see the characteristics of smoke release of the architectural surface materials and the architectural adhesives, using smoke density chamber. As a result of the study, polyurethane foam showed the highest smoke density index, 206.55 within 10 min. In the case of the other samples, reinforced styrofoam was followed as 39.90, general styrofoam 33.73, and glass fiber 5.40, respectively. In the intial stage of a fire, it is forecasted actually to give hardship at the clear visibility. In the case of architectural adhesives, the highest ranking was those for windows and doors 509.64, stone 275.63, wood 232.25, tile 18.65, and styrofoam 6.44 were followed, respectively. This result is an early research to show characteristics of smoke release through experiment. However, it is meaningful that this study can be used as a basic for further study on architectural fire hazard prediction.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 현재 건축물 외장재로 널리 쓰이는 복합 패널의 단열용 심재를 종류별로 구분하여 이 재료들 가운데 일반스티로폼, 강화스티로폼, 우레탄폼, 유리섬유 등 4가지를 선정하였으며, 건축 외장용 접착제 중 일반적으로 많이 사용되는 스티로폼용, 목공용, 석재용, 타일용, 창호전용 등 5가지를 선정하여 smoke density chamber분석 장비를 이용하여 발연특성을 분석하였다. 또한, 화재초기의 연기밀도는 인명 대피 시 시야확보에 있어 중요한 역할을 하기에 시간에 따른 연기밀도의 값을 구하고 용도에 따른 화재 연기의 확산 정도를 예측하는데 목적을 두었다. 연소가스의 독성에 대한 위험성은 선행연구13)에서 발표하였기에 본 연구의 내용에는 포함하지 않았다.
화재발생 시 연기에 의한 인명피해를 저감하기 위하여 연기의 발생과 특성의 규명하기 위하여 본 연구에서 선정한 시료들을 대상으로 Fig. 1과 같은 영국 FTT사의 smoke density chamber를 이용하여 발연특성을 살펴보았다. 연기 발생 측정은 공기의 흐름이 있는 상태의 동적(Dynamic)측정과 공기의 흐름이 없는 즉, 일정한 부피의 공간에서 발생하는 전체연기를 측정하는 정적(Static)측정으로 구분할 수 있다.
제안 방법
따라서 본 연구에서는 현재 건축물 외장재로 널리 쓰이는 복합 패널의 단열용 심재를 종류별로 구분하여 이 재료들 가운데 일반스티로폼, 강화스티로폼, 우레탄폼, 유리섬유 등 4가지를 선정하였으며, 건축 외장용 접착제 중 일반적으로 많이 사용되는 스티로폼용, 목공용, 석재용, 타일용, 창호전용 등 5가지를 선정하여 smoke density chamber분석 장비를 이용하여 발연특성을 분석하였다. 또한, 화재초기의 연기밀도는 인명 대피 시 시야확보에 있어 중요한 역할을 하기에 시간에 따른 연기밀도의 값을 구하고 용도에 따른 화재 연기의 확산 정도를 예측하는데 목적을 두었다.
본 연구에서는 건축물 외장재로 널리 쓰이는 복합 패널의 단열용 심재를 종류별로 구분하여 이 재료들 가운데 일반스티로폼, 강화스티로폼, 우레탄폼, 유리섬유 4가지와 스티로폼용, 목공용, 석재용, 타일용, 창호전용 등 5가지의 건축외장용 접착제를 선정해서 발연특성 실험을 수행하였다.
본 연구에서는 최근 건축물 외장재로 널리 쓰이는 복합 패널의 단열용 심재를 종류별로 4가지와 구분하고 건축 외장용 접착제 중 일반적으로 많이 사용되는 5가지를 선정하여 ASTM E 662 규격을 만족하는 smoke density chamber 분석장비를 이용하여 발연 특성을 분석하여 결과 다음과 같은 결론들을 얻을 수 있었다.
시편 제작을 제작하기 위해서 은박지로 750×750 ㎜ 크기의 틀을 만들고 접착제를 5 ㎜ 두께로 담아 굳힌 다음에 은박지 틀에서 떼어내는 방법을 이용하였다.
대상 데이터
시편의 크기는 ASTM E 662 규격에 준하여 크기 750×750 ㎜와 두께 25 ㎜ 이하로 제작하였고, 3개를 1 set로 하여 시험을 실시하였으며 평균값을 사용하였다.
이론/모형
동적연기발생측정은 공기의 흐름이 있는 상태에서의 연기의 발생을 측정하는데 연소시스템에서 발생하는 열량과 공기로부터 소비되는 산소의 양 사이에는 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국제규격 ASTM E 662 시험방법(수직시험법)에 의한 정적측정방법을 이용하였다. 정적연기발생은 일정한 부피의 밀폐된 chamber 내에서 연소되어 발생하는 연기를 측정하는 방식으로 광도계는 6.
시편의 크기는 ASTM E 662 규격에 준하여 크기 750×750 ㎜와 두께 25 ㎜ 이하로 제작하였고, 3개를 1 set로 하여 시험을 실시하였으며 평균값을 사용하였다. 시험에 사용된 외부 복사열은 25 ㎾/m2로 하였으며, 점화불꽃이 없는 non-flaming 방식을 채택하였다.
성능/효과
1) 건축물 외장재인 우레탄폼인 경우 10 min 이내에 206.55의 가장 높은 연기밀도가 발생하여 실재 화재 시 시야확보에 어려움을 줄 것으로 예측된다. 다른 시료의 경우 일반스티로폼 33.
2) 건축 외장재의 접착제인 창호전용 접착제의 경우 10min 이내에 509.64의 가장 높은 연기밀도가 발생하였으며. 다른 접착제의 경우 석재용 275.
Fig. 2의 시간에 따른 연기밀도 그래프에서 볼 수 있듯이 대부분의 외장재들과는 달리 우레탄폼의 경우, 초기부터 급격한 연기가 발생하다가 350 sec 정도에서 최대연기밀도가 발생하였고, VOF4의 값도 가장 높은 241.83으로 나타났다. 연기밀도가 400이상인 경우 빛 투과율이 0.
결과값을 살펴보면 일반스티로폼을 비롯해서 강화스티로폼과 유리섬유는 초기에 거의 연기가 발생하지 않는 것을 알 수 있었으며, 10 min이 경과했을 때의 결과도 연기 발생량이 비교적 적은 것으로 나타났다. 하지만 우레탄폼의 경우는 다른 재료들과 달리 초기뿐만 아니라 10 min이 경과했을 때에도 상대적으로 높은 연기발생량을 나타냄을 확인할 수 있다.
3에는 건축 외장용 접착제의 최대연기밀도와 초기 연기발생을 알아볼 수 있는 VOF4의 값을 나타내었고, Table 4에는 최대연기밀도에 도달하는데 걸리는 시간과 최대연기밀도를 나타내었다. 결과를 살펴보면, 타일용과 스티로폼용 접착제는 다른 접착제에 비해 적은 양의 연기가 발생하였으나 각각의 VOF4값이 최대연기밀도 값보다 높게 나타난 것을 볼 수 있다. 석재용의 경우 급격히 연기가 발생한 다른 접착제에 비해 꾸준히 연기발생량이 증가하여 1,148 sec에 최대 연기밀도 값을 나타낸 것을 볼 수 있다.
5 min 정도에서부터 창호전용 접착제에서 급격히 연기가 발생하였다. 그 후 전체 접착제 중에서 가장 빠른 시간인 586 sec일 때 509.64의 최대연기밀도를 나타내었고, VOF4의 값도 가장 높은 388.04로 나타났다. 연기밀도가 400이상인 경우 빛투과율이 0.
우레탄폼 외장재의 경우 초기에 많은 양의 연기를 발생하는 반면, 다른 외장재들은 꾸준히 증가하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며 특히, 우레탄폼 경우 350 sec정도에서 206.55의 최대연기밀도 값을 나타낸 반면 다른 외장재들의 경우는 실험이 종료되는 시점인 3600 sec에서 상대적으로 낮은 최대연기밀도 값을 나타내는 것을 알 수 있었다.
44의 순으로 최대연기밀도를 나타내었다. 창호전용 접착제의 경우 초기에 많은 양의 연기를 발생하는 반면, 석재용은 꾸준히 증가하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 창호전용과 스티로폼용의 경우 최대연기밀도를 나타낸 시간은 비슷한 범위에 나타났으나, 연기밀도 값은 스티로폼용에 비해 창호전용 접착 제가 80배 가까이 더 발생하는 것을 알 수 있었다.
창호전용 접착제의 경우 초기에 많은 양의 연기를 발생하는 반면, 석재용은 꾸준히 증가하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 창호전용과 스티로폼용의 경우 최대연기밀도를 나타낸 시간은 비슷한 범위에 나타났으나, 연기밀도 값은 스티로폼용에 비해 창호전용 접착 제가 80배 가까이 더 발생하는 것을 알 수 있었다.
결과값을 살펴보면 일반스티로폼을 비롯해서 강화스티로폼과 유리섬유는 초기에 거의 연기가 발생하지 않는 것을 알 수 있었으며, 10 min이 경과했을 때의 결과도 연기 발생량이 비교적 적은 것으로 나타났다. 하지만 우레탄폼의 경우는 다른 재료들과 달리 초기뿐만 아니라 10 min이 경과했을 때에도 상대적으로 높은 연기발생량을 나타냄을 확인할 수 있다. 일반스티로폼을 비롯한 강화스티로폼과 유리섬유의 경우 급격히 연기가 발생한 우레탄폼에 비해 꾸준히 연기발생량이 증가하여 3600 sec에 대해 최대 연기밀도 값을 나타낸 것을 볼 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2011년도 전국 화재 통계분석 결과 국내 화재 건수는 몇 건인가?
그러나 건축물의 내부 또는 외부에서 발생된 화재가 외장재를 통해 건물 전체로 확산되는 이른바 동시 다발성 화재가 많이 발생하고 있다. 소방방재청이 발표한 2011년도 전국 화재 통계분석 결과에 따르면, 국내 화재 건수는 43,875건이고, 전체 대비 건축물에서 61.6%의 화재가 발생하였으며, 화재로 인한 총 263명의 사망자들 가운데 건축물에서 발생한 사망자는 232명으로 88.
연기흡입의 피해를 최소화하기 위해 요구되는 연구는 무엇인가?
쉽고 이로 인해 열에 의한 부상보다 연기흡입으로 인하여 사망하는 경우가 더 많다12) . 그러므로 고층 건물 화재 시 연기에 의한 인명피해를 저감하기 위하여 연기의 발생과 이동경로, 연층 강하시간 등을 분석하고, 제연방법 및 가압방식에 대한 연구가 요구되고 있다.
연기확산이 이루어지는 곳은 어디인가?
에서 화재가 발생하면 열보다는 연기가 건물 내 거주자를 위협하는 주된 위험요소로 생각된다. 계단실, 엘리베이터, 덕트 등을 통해 건물 전 층으로 연기확산이 이루어짐으로써 위험을 더욱 가중시키는 것으로 여겨진다.
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