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문제 정의
- 본 연구는 산불발생 피해현황에 따라 대형 산불의 다발지역인 강원도 영동지역의 삼척시를 대상으로 다음, 7가지의 수종을 선정하여 수종별 낙엽과 생엽의 열중량분석과발연량분석올 수행함으로써 산불의 가시거리 예측에 필요한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다.
제안 방법
- Table 3에는 시료의 시험규격과 고정하는 방법을 제시하였고 실험방법은 시료를 수직으로 세워 25kW/m'의 복사열로 non flaming 방식으로 각 시료에 대하여 3회룰 실시한 측정값에 대한 평균값으로 자료를 얻었다. 또한, 동일한 중량으로 두께에 변수를 두어 겉보기밀도에 따른 발연량을 비교 .
- Table 3에는 시료의 시험규격과 고정하는 방법을 제시하였고 실험방법은 시료를 수직으로 세워 25kW/m'의 복사열로 non flaming 방식으로 각 시료에 대하여 3회룰 실시한 측정값에 대한 평균값으로 자료를 얻었다. 또한, 동일한 중량으로 두께에 변수를 두어 겉보기밀도에 따른 발연량을 비교 . 분석하였다.
- 수종별 낙엽과 생엽의 연소특성 및 발열특성을 분석하기 위하여 NETZSCH STA 409 PC/PG의 table 2에 제시한 조건 하에서 열중량분석(thermogravimetric analysis, TGA)과 시차열분석(differential thermal analysis, DTA)을 수행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 7가지 수종의 생엽과 낙엽을 원형 그대로의 형태로 실험에 사용하였으며, table 1에는 각 시료들의 잎두께와 함수율에 대한 측정값을 제시하였다.
이론/모형
- 수종별로 발연량을 측정하기 위하여 영국 Fire Testing Technology사의 NBS 연기밀도측정기를 사용하여 ASTM E 662 규격에 따른 최대연기밀도를 측정하였다. Table 3에는 시료의 시험규격과 고정하는 방법을 제시하였고 실험방법은 시료를 수직으로 세워 25kW/m'의 복사열로 non flaming 방식으로 각 시료에 대하여 3회룰 실시한 측정값에 대한 평균값으로 자료를 얻었다.
성능/효과
- 1) 수종별 열중량분석과 시차열분석 결과에서 소나무와 떡갈나무 모두 생엽보다 낙엽의 총중량감소율과 열량이 높게 나타남으로써 낙엽의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다. 수종별로는 활엽수인 떡갈나무보다 침엽수인 소나무의 총중량감소율과 발열량이 높게 나타남으로써 소나무의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다.
- 2) 수종별 최대연기밀도분석 결과에서 침엽수는 활엽수보다 최대연기밀도가 2.68배 정도 높게 나타났으며 최대연기밀도에 도달하는 시간 또한 1.69배 정도 빠르게 나타남으로써 침엽수가 활엽수보다 연기노출에 대한 위험성이 높은 것으로 나타났다. 낙엽은 생엽보다 최대연기밀도가 높은 것으로 나타났으며 소나무는 1.
- 3) 겉보기밀도에 따른 최대연기밀도분석 결과에서 수종별 낙엽과 생엽 모두 겉보기밀도가 작을 때 최대연기밀도가 더 높게 나타났으며, 최대연기밀도에 도달하는 시간 또한 겉보기밀도가 작을 때 더 빠르게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 연료 7} 밀집되어 있으면 부피에 비하여 표면적이 크기 때문에 연소가 빠르게 진행되는 것으로 판단된다.
- 69배 정도 빠르게 나타남으로써 침엽수가 활엽수보다 연기노출에 대한 위험성이 높은 것으로 나타났다. 낙엽은 생엽보다 최대연기밀도가 높은 것으로 나타났으며 소나무는 1.52배, 리기다소나무는 1.68배, 잣나무 1.52배, 해송 4.47배, 졸참나무 1.42배, 굴참나무 1.11 배, 떡갈나무 1.23배 정도 높게 나타났다.
- 활엽수의 졸참나무는 연기노출 위험성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 또한, 수종별 최대연기밀도는 침엽수가 활엽수보다 2.77배 정도 높게 나타났으며 최대연기밀도에 도달하는 시간도 활엽수보다는 침엽수가 1.53배 정도 더 빠른 것을 확인할 수 있었다.
- 3배 정도 총중량감소율이 높게 나타남으로써 낙엽의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다. 또한, 수종별로는 활엽수종인 떡갈나무 보다 침엽수종인 소나무에서 낙엽의 경우 1.05배, 생엽의경우는 1.27배 정도 총중량감소율이 높게 나타남으로써 소나무의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다.
- 2에 나타내었으며, table 4에는 세부적인 중량변화를 제시하였다. 생엽보다 낙엽이 소나무의 경우 1.07배, 떡갈나무는 1.3배 정도 총중량감소율이 높게 나타남으로써 낙엽의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다. 또한, 수종별로는 활엽수종인 떡갈나무 보다 침엽수종인 소나무에서 낙엽의 경우 1.
- 4 그리고 table 5어는 수종별 소나무와 떡갈나무의 발열특성을 나타내었다. 소나무와 떡갈나무 모두 생엽보다 낙엽에서 열량이 높게 나타났으며, 수종별로는활엽수종인 떡갈나무보다 침엽수종인 소나무의 열량이 크게 나타났다.
- 8 및 table 7에제시하였다. 수종별 낙엽과 생엽 모두에서 겉보기밀도가 작을 때 최대연기밀도가 더높게 나타났으며 최대연기밀도에 도달하는 시간 또한 겉보기밀도가 작을 때 더 빠르게나타남을 알 수 있었다. 이는 연료가 밀집되어 있지 않으면 부피에 비하여 표면적이크기 때문에 연소가 빨라지기 때문인 것으로 판단된다.
- 수종별로는 활엽수인 떡갈나무보다 침엽수인 소나무의 총중량감소율과 발열량이 높게 나타남으로써 소나무의 연소위험성이 큰 것을 알 수 있었다.
- 5과 table 6에 제시하였다. 최대연기밀도가 가장 높은 나무는 침엽수의 리기다소나무로서 645.11 Dm으로 가장 높게 나타났으며 활엽수의 굴참나무가 207.15 Dm로 가장 낮게 나타났다. 이는 TG/DTA 결과에서도 나타나듯이 침엽수는 내화력이 약하고 연료의 수분함유량에 따라 나다나는 연소 특성으로서 건조한 연료가 생엽보다 빠른 중량감소율을 보인것으로 판단된다.
- 6과 table 6에 제시하였다. 침엽수의 소나무는 411.00 Dm로 최대연기밀도가 가장 높게 나타났으며, 리기다소나무 383.30 Dm, 잣나무 323.82 Dm, 해송 311.51 Dm, 굴참나무 185.88 Dm, 떡갈나무 181.42 Dm,졸참나무 163.77 Dm으로 나타났다. 활엽수의 졸참나무는 연기노출 위험성이 가장 낮은 것으로 나타났다.
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