[논문]가연물 연소 특성 분석에 관한 연구

김동은; 김봉찬; 서동구; 이주희; 권영진

가연물 연소 특성 분석에 관한 연구
A Study on Fire Behavior analysis of Combustibles Experiment of a Sing Fire Area 원문보기

김동은 (호서대학교 소방방재학과 대학원) , 김봉찬 (호서대학교 소방방재학과 대학원) , 서동구 (호서대학교 소방방재학과 대학원) , 이주희 (호서대학교 메카트로닉스학과) , 권영진 (호서대학교 소방방재학과)

본 연구는 주거시설 중 공동주택의 가연물 조사결과를 토대로 9개의 시료를 ISO-9705의 Furniture Calorimeter의 실험결과를 토대로 연소 실험한 결과의 HRR값을 기존의 범용화재시뮬레이션 FDS에 적용 가능한 HRR유형화 곡선화시키고 이에 따른 가연물 연소특성에 대한 분석방법에 대해서 제시하여 기존 국외 문헌 및 실험 결과를 토대로 실시하고 있는 화재 시뮬레이션의 사용에 있어서의 신뢰성 향상을 목적으로 하고 있다.

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문제 정의

그러나 이는 국내에서의 환경이 외국과는 다르다는 점을 고려하였을 때 국내의 가연물 데이터가 중요시 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 가연물 연소실험 결과를 범용 화재시뮬레이션 FDS에 적용 가능하도록 하는 HRR값의 유형화시키는 방법을 토대로 국내 가연물 연소특성 분석의 기초자료로 제시하는데 목적이 있다.

제안 방법

가연물 조사와 Furniture Calorimeter 시험을 통하여 측정된 가연물의 특성을 대상으로 Table 3에 나타내는 변화 패턴을 가정하여 성장개시시 각(柘), 성장 종료시각(tgrow), 최대 연소 종료시각Umax), 감쇠 종료시각(tmax) 및 최대 발열 속도(Qmax)를 구분하여 연소 기간을 다음과 같이 정의하였다.Table 3의 구분으로 구분하여 Microsoft Visual Basic for Applications의 작업을 통하여 다음 Figure 2 와 같이 각 가연물 시료에 대한 HRR값의 유형화 곡선을 나타낼 수 있었으며 엑셀의 함수 HRR모듈을 작성하여 실험결과를 자동적으로 유형화곡선을 나타낼 수 있는 Excel 시트를 제작하였다.
이에 2005년 日本建築学会4)에서는 유사한 가연물 시험결과를 이용하여 가연물의 발열속도를 유형화하여 설계용 발열 속도 곡선 작성 방법론을 제시하였다. 가연물 조사와 Furniture Calorimeter 시험을 통하여 측정된 가연물의 특성을 대상으로 Table 3에 나타내는 변화 패턴을 가정하여 성장개시시 각(柘), 성장 종료시각(tgrow), 최대 연소 종료시각Umax), 감쇠 종료시각(tmax) 및 최대 발열 속도(Qmax)를 구분하여 연소 기간을 다음과 같이 정의하였다.Table 3의 구분으로 구분하여 Microsoft Visual Basic for Applications의 작업을 통하여 다음 Figure 2 와 같이 각 가연물 시료에 대한 HRR값의 유형화 곡선을 나타낼 수 있었으며 엑셀의 함수 HRR모듈을 작성하여 실험결과를 자동적으로 유형화곡선을 나타낼 수 있는 Excel 시트를 제작하였다.

대상 데이터

연구의 범위는 국내 건축물 중 사용자가 많이 상주하고 있는 주거시설 중 공동주택을 범위로 한정하였으며 호서대학교1)2)의 표준 가연물 목록을 대상으로 하여 이에 대한 가연물의 연소 실험을 한 결과를 분석하였다. Table 1은 기존 호서대학교의 연구결과인 주거시설의 표준 가연물 목록을 나타내었으며 KS F ISO 97053)의 Furniture Calorimeter 실험 방법을 적용한 적재 가연물 실험 시료를 Table 2에 나타내었다.

후속연구

기존 외국 문헌 및 실험결과를 토대로 실시하고 있는 FDS의 물성치 중 HRR값에 대한 정의를 Figure2를 통하여 FDS의 형식의 발열량으로 입력할 수 있는 시트를 작성하였으며 이에 대하여 향후에도 각종 건축물에 대한 가연물 발열량에 대한 HRR DATA 확보을 위한 기초적 연구가 필요하다고 판단된다

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