[논문]건축물의 적재가연물 특성에 관한 연구 －우체국 적재가연물의 연소성상 -

남동군; 장곡견웅이; 사공성호; 정종진

건축물의 적재가연물 특성에 관한 연구 －우체국 적재가연물의 연소성상 -
Characterization of Live Fire Load in Buildings - Heat Release Characteristics of Typical Live Fire Load in Post Office Building - 원문보기

한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집, 2008 Apr. 24, 2008년, pp.7 - 10

남동군 (한국소방검정공사 소방기술연구소) , 장곡견웅이 (와세다대학교 건축학과) , 사공성호 (한국소방검정공사 소방기술연구소) , 정종진 (한국소방검정공사 소방기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Heat release characteristics of live fire load are an important parameter for performance oriented fire safety design of a building. While investigations have been carried out on the fire load and its burning behavior in office, residential and commercial buildings and so on, little effort has been paid for the rational treatment of fire load in post office buildings in Japan. In this report, burning behavior of typical combustible objects in post office buildings are studied by measuring heat release rates of plastic palettes with and without postal envelopes or packages and special containers loading numbers of palettes. The test results suggest that dynamic heat release rate is highly dependent on the condition of palettes especially if they load appropriate amount of postal envelopes or not.

AI 본문요약
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문제 정의

또한 우편용기의 재질은 합성고분자재료이기 때문에 연소하면 건물 전체와 주위 가연물에 큰 영향을 줄 가능 성이 있지만 이 가연물에 대해서는 연소발열성상을 측정한 사례가 없어 화재확대 영향평가와 피난안전계획을 어떻게 수립해야 하는지 명확하지 않다. 따라서 본 논문에서는 우체국의 적재가연물인 우편용기 등을 대상으로 일련의 연소실험을 행하여 우체국의 성능위주 화재안전설계에 필요한 연소발열성상을 제시한다.
본 논문에서는 우체국의 적재가연물 특성을 파악하여 성능위주설계에 이용하기 위해 대표적인 적재가연물을 대상으로 연소실험을 행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

실험2에서는 우편용기에 편지가 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량의 반(이하 “50%”라 한다)을 넣은 상태로 하고 실험3에서는 편지의 양을 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량(이하 “100%”라 한다)을 넣은 상태로 실험을 행하였다. 다음으로 실험4～6에는 다수 우편용기의 배치와 연소성상의 관계를 보기 위해 우편용기의 배치를 바꾸어 실험을 행하였다. 실험4에서는 우편용기 2개를 수직으로 쌓고 실험5에서는 우편용기 2개를 수평으로 배치하고 실험6에서는 우편용기 4개에 편지를 50% 넣어 수평으로 배치한 상태로 실험을 행하였다(사진1, 2 참조).
) 분석을 하고 산소소비량에 의해 열방출율 등을 측정하였다. 시험체의 화염형상은 비디오카메라, 디지털카메라로 촬영 하였다. 실험은 일본 소방연구소와 건축연구소에서 행하였다.
각 실험의 시험체는 우체국에서 사용되고 있는 것과 동일한 제품을 사용 하였다. 실험1에서는 우편용기 1개만을 시험체로 하고 실험2, 3에서는 우편용기안의 편지 양이 연소성상에 미치는 영향을 파악하기 위해 편지의 양을 바꾸어 실험을 행하였다. 실험2에서는 우편용기에 편지가 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량의 반(이하 “50%”라 한다)을 넣은 상태로 하고 실험3에서는 편지의 양을 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량(이하 “100%”라 한다)을 넣은 상태로 실험을 행하였다.
실험1～3에서는 T자형 버너를 시험체의 측면, 중심의 하단으로부터 5cm의 장소에 설치하여 실험을 실시하 였다. 실험4에서는 우편용기 2개를 바닥에 수직으로 쌓은 상태로 T자형 버너를 아래의 우편용기의 측면, 중심의 하단으로부터 5cm의 장소에 설치하고 실험5에서는 우편용기 2개를 바닥에 수평으로 놓은 상태로 T자 형버너를 우편용기의 측면, 중심의 하단으로부터 5cm의 장소에 설치하였다.
실험2에서는 우편용기에 편지가 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량의 반(이하 “50%”라 한다)을 넣은 상태로 하고 실험3에서는 편지의 양을 통상 작업 시에 수납 가능한 최대량(이하 “100%”라 한다)을 넣은 상태로 실험을 행하였다.
실험에서는 실화 등에 의한 초기연소성상을 재현하기 위해 화원의 열방출율은 화염을 일정하게 형성할 수있는 작은 수치로 제어하고, 인화 후에 각 시험체의 연소성상을 비교 및 검토하기 위해 모든 실험에서 동일한 발열강도와 점화시간으로 시험체를 점화시켰다. 즉 프로판가스를 가스 유량계로 조절하여 가스 유량 8l/min (약 13kW)을 90초간 공급하였다.
우체국의 적재가연물인 우편용기 등을 집연후드의 아래에 두고 가열하여 연소시 발생한 연기의 가스(O₂) 분석을 하고 산소소비량에 의해 열방출율 등을 측정하였다. 시험체의 화염형상은 비디오카메라, 디지털카메라로 촬영 하였다.

대상 데이터

시험체의 개요를 표1에 나타낸다. 각 실험의 시험체는 우체국에서 사용되고 있는 것과 동일한 제품을 사용 하였다. 실험1에서는 우편용기 1개만을 시험체로 하고 실험2, 3에서는 우편용기안의 편지 양이 연소성상에 미치는 영향을 파악하기 위해 편지의 양을 바꾸어 실험을 행하였다.
즉 프로판가스를 가스 유량계로 조절하여 가스 유량 8l/min (약 13kW)을 90초간 공급하였다. 버너는 T자형 버너를 사용하였다(그림1 참조).
시험체의 화염형상은 비디오카메라, 디지털카메라로 촬영 하였다. 실험은 일본 소방연구소와 건축연구소에서 행하였다.

성능/효과

실험3의 열방출율과 적산발열량을 그림4에 나타낸다. 실험2(우 편용기 1개, 편지 50%), 실험3(우편용기 1개, 편지 100%)의 간결 화염의 최대 높이는 실험2, 3에서는 각각 0.6m, 0.7m로 거의 차이가 없으므로 간결화염의 최대 높이에는 우편용기 내의 우편물 량의 차이가 큰 영향을 미치지 않는다고 판단할 수 있다. 또한 실험2(우편용기 1개, 편지 50%)와 실험3(우편용기 1개, 편지 100%)의 최대 열방출율은 각각 130kW, 132kW로 거의 일치하고 있는데 이 원인은 우편용기를 가득 쌓는 경우에는 우편용기에 편지를 반쯤 넣은 후에 같은 양의 편지를 넣으므로 우편용기의 융해물이 화염에 직접 가열되는 면적이 다르지 않기 때문이다.
실험개시로부터 90초 후에 가열을 중지하여도 우편용기와 편지에는 눈에 띄는 연소는 보이지 않았다. 실험개시 7분 30초에 우편용기의 융해물에 의해 화염이 성장하기 시작하였지만, 우편용기 내의 편지로 인해 융해물의 연소가 억제되어 급격한 연소확대는 보이지 않았다. 우편용기의 융해물이 전소되면서 화염이 급격히 약해졌고 편지는 완만하게 타고 있었다.
우편용기에 점화하면 융해물이 완만하게 탔다. 실험개시 9분 35초 후에 우편용기의 융해물에 의해 화염은 성장하기 시작하 였지만 편지로 인해 융해물의 연소가 억제되어 현저한 연소확 대는 보이지 않았다. 우편용기의 융해물이 전소하면 화염은 약해졌지만 편지는 완만하게 타고 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	적재 가연물의 특성은 무엇인가?	최근 건축물의 용도와 이용형태의 다양화에 따라 적재가연물의 종류와 양 등도 다양화되었다. 이러한 적재 가연물의 특성은 성능위주 화재안전설계에 불가결하지만 충분히 파악되어 있지 않은 건축물과 시설이 많다. 예를 들면 우체국에는 일반 시설에서 볼 수 없는 가연물인 우편물과 우반용기가 대량 집적되어 있어 화재가 발생하면 화재성장이 빠르고 대형화재로 확대될 가능성이 크지만 적재가연물 특성이 파악되어 있지 않다.
	성능위주 화재안전설계에 불가결하지만 충분히 파악되어 있지 않은 건축물과 시설이 많다는 적재 가연물의 특성의 사례는 무엇인가?	이러한 적재 가연물의 특성은 성능위주 화재안전설계에 불가결하지만 충분히 파악되어 있지 않은 건축물과 시설이 많다. 예를 들면 우체국에는 일반 시설에서 볼 수 없는 가연물인 우편물과 우반용기가 대량 집적되어 있어 화재가 발생하면 화재성장이 빠르고 대형화재로 확대될 가능성이 크지만 적재가연물 특성이 파악되어 있지 않다. 또한 우편용기의 재질은 합성고분자재료이기 때문에 연소하면 건물 전체와 주위 가연물에 큰 영향을 줄 가능 성이 있지만 이 가연물에 대해서는 연소발열성상을 측정한 사례가 없어 화재확대 영향평가와 피난안전계획을 어떻게 수립해야 하는지 명확하지 않다. 따라서 본 논문에서는 우체국의 적재가연물인 우편용기 등을 대상으로 일련의 연소실험을 행하여 우체국의 성능위주 화재안전설계에 필요한 연소발열성상을 제시한다.
	적재가연물의 종류와 양이 다양화된 배경은 무엇인가?	최근 건축물의 용도와 이용형태의 다양화에 따라 적재가연물의 종류와 양 등도 다양화되었다. 이러한 적재 가연물의 특성은 성능위주 화재안전설계에 불가결하지만 충분히 파악되어 있지 않은 건축물과 시설이 많다.

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