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제안 방법
- FT-IR을 이용하여 수집된 스펙트럼으로부터 정성·정량분석을 수행하여 시간-농도 그래 프로 나타내었다.
- KS F ISO/TR 9122-4에 따른 콘칼로리미터 화재모델, ISO 19702에 따른 FT-IR 연소가스 분석, ISO 13344에 따른 FED계산을 결합하여 3종의 시료를 연소실험하고 FED를 구한 결과, 다음의 결론을 얻었다.
- 본 연구에서는 ISO 19702에 따라 샘플링 라인과 가스셀의 온도를 150℃로 설정하여 산성가스 및 기타 물질이 샘플링 시스템이나 가스셀에 흡착되는 것을 방지하였다. 가스셀은 필터로 보호하였는데 그을음과 산성기체를 걸러내는 것을 목적으로 5㎛ 필터를 사용하였 다.
- 가연물의 연소가스를 샘플링하여 FT-IR로 분석하는 방법은 그림 1과 같다. 실험은 가로, 세로가 각각 100mm로 제작된 시료를 준비하고 Conical Heater의 예열과 기기의 Calibration을 수행한 후 Igniter를 이용하여 점화시켜 실험을 진행함과 동시에 FT-IR로 발생 가스의 분석을 실시하고 실험시간인 30분간의 발생 가스 데이터를 수집하였다.
- 이 시료별 연소생성기체를 분석한 결과를 이용하여 FED를 계산하기 위해 그 발생량의 분당 평균을 계산하고 3.1에서 제시된 시간-농도그래프를 적분하고 30(분)으로 나누어 분당 평균 농도를 구하였다. 계산된 평균값을 식(1)에 대입하여 도출된 FED는 표 1과 같다.
- 연소실험의 중요 요소 중 하나인 화제모델을 규정하고 있는 KS F ISO/TR 9122-4 “화재 생성물의 독성시험 - 화재모델”은 화재생성물의 독성연구에 사용되는 화재 모델(시험실 연소 장치)에 관한 내용이다. 이 중 콘칼로리미터 모델은 Conical Heater로 가열하고 전기스파크에 의하여 점화시키는 방법으로 본 연구에서 채택하여 실험하였다.1)
대상 데이터
- 실험대상은 건축마감재들을 대상으로 목재에서부터 고분자소재까지 다양한 재료를 선택하기 위해 OSB 합판, 카페트, 우레탄으로 하였다.
데이터처리
- FT-IR을 이용하여 수집된 스펙트럼으로부터 정성·정량분석을 수행하여 시간-농도 그래 프로 나타내었다. 4종의 시료를 이용한 연소실험을 각각 3회씩 실시하여 총 12회의 실험 결과를 수집하여 발생량을 구하였고 각 시료별 1회차 실험의 결과 값을 그래프로 나타내면 그림 2, 그림 3과 같다.
- 의 값은 ISO 13344에 제시되어있다. 식(1)과 연소가스 발생량을 이용하여 계산되는 FED는 3회 반복 실험을 실시하고 각 FED를 구하여 그 평균을 계산하였다.3)
이론/모형
- 따라서 건축물에 사용되는 자재는 각종 화재시험이 요구되며, 연소가스의 독성을 평가하기위한 연기독성시험도 실시된다. 본 연구에서는 KS F ISO/TR 9122-4에 제시된 화재모델 중 콘칼로리미터 법을 선택하여 연소실험을 하고 연소가스분석은 ISO 19702에서 제시된 적외선분광분석(FT-IR)을 이용하여 연소가스를 분석하였다. 적외선 분광분석이란 적외선에 노출된 각각의 화학 종이 고유의 진동을 일으켜 적외선 흡수로 나타나며 흡광도 또한 화학종의 양에 따라 달라지는 특성을 이용하여 정량분석도 가능한 분석기법이다.
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