• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.404-409
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• 2009

수직벽 화재 예측의 정확성을 확인하기 위하여 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$에 대한 버너 중심에서 측정한 온도분포와 비교한 결과, 최고온도가 낮게 예측되는 것 외에는 실험과 잘 일치하였다. 또 연소율의 증가에 따라 경계측의 두께가 일관되게 증가하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.334-339
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• 2011

이 연구에서는 내화천장구조 재료의 고온 열특성을 파악하여, 건축물 화재시 천장구조에 대한 보다 정확한 화재성상예측을 위한 실험적 자료로 제시하고자 한다. 건축물의 화재성상 예측은 내화설계 시 반드시 필요하며, 화재성상예측을 위해서는 화재하중, 작용외력, 안전계수 및 설계용 정수의 합리적인 설정이 중요하다. 화재하중 및 작용외력 등은 건축물의 부재가 지니는 하중조건에 대한 화재시의 부재 안정성 예측에 관계되는 부분이며, 설계 시 필요한 데이터 중 내화천장구조 재료의 고온 열특성 값은 화재발생 구획의 화재온도가 주요 구조부재에 전달되는 정도를 예측할 수 있는 인자로 볼 수 있다. 따라서 내화천장구조 재료의 고온 열특성 값 설정은 화재발생 공간의 온도범위($20{\sim}1000^{\circ}C$)에 걸쳐 평가 및 분석되어야만 정확하고 신뢰성 있는 화재발생 예상 공간의 부재 온도 및 안전성 분석이 가능하다. 이에 국내 건축구조물에 사용되고 있는 대표적인 내화피복 재료인 방화석고보드, 텍스, 암면에 대해서 $20^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$까지의 열전도율을 측정하였다. 실험결과 방화석고보드와 텍스의 경우 약 0.15 W/m K까지 일정하게 증가하였다. 암면의 경우 약 $700^{\circ}C$까지는 방화석고보드나 텍스에 비해 열전도율이 낮게 나타났지만, $800^{\circ}C$ 지점부터 용융 및 탄화가 진행되면서 열전도율이 급격히 상승하는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.294-297
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• 2012

본 연구는 MLZ을 활용하여 도로터널의 다양한 화재시나리오별 화재성상예측을 목적으로 1/20 Scale 모형실험을 통하여 소형차, 버스화재 시 FAN의 작동 비작동, 소형차 2대 직렬 병렬화재, 소형차 2대+버스 혼합 화재실험을 바탕으로 FAN작동시 배기구 방향으로 고온의 열기층이 생성됨을 확인하였다. 축소모형실험과 MLZ 해석결과를 비교하여 화원으로부터의 약 20m 정도의 이격거리부분 온도가 유사하게 나타났고, 시간별 온도분포를 확인한 결과 플래시오버 이전단계에 피난계획을 세우는 단계에서 예측이 가능했다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.216-223
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• 2010

원자력발전소의 방화지역에서 화재가 발생할 경우 케이블의 화재리스크는 온도, 열속, 화염 등 열적 특성에 의해 평가된다. 원전의 안전정지 기능에 사용되는 각종 케이블은 설계관리 및 성능분석을 위해 화재실증실험으로 열적 특성을 실측하여야 하지만 다양한 화재시나리오에 대한 실험 조건 확보와 실험 비용 등 제약이 따른다. 이에 따라 화재모델 FDS (Fire Dynamics Simulator)의 최신버전에 포함된 THIEF (Thermally-Induced Electrical Failure) 모델을 이용하여 국내 원전의 안전정지 케이블에 대한 화재모델링 분석을 수행하였다. 이 연구에서는 케이블이 설치된 형태에 따라 일정 열속에 대한 자켓 온도와 경계조건에 대한 온도분포를 분석하였다. 본 연구 결과 THIEF 모델은 원전 방화지역의 화재에서 안전정지 케이블의 내부온도를 예측할 수 있는 화재모델로 사용가능한 것으로 확인되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.51-59
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• 2007

본 연구에서는 대구에 위치한 G 지하생활공간을 대상으로 화재하중에 따른 화재성상을 분석하였다. 화재성상 예측시 화재온도나 화재지속시간을 좌우하는 인자인 화재하중 및 환기계수를 파악하기 위하여, 현장방문을 통하여 가연조건을 조사하고 실의 용도별 가연조건에 대하여 각 재료의 단위발열량을 이용하여 화재하중을 산정하였다. 또한, 산정된 실의 화재하중을 변수로 화재성상분석을 위한 6가지 모델의 축소실험을 행하고 화원의 시간에 따른 온도변화와 화원의 온도상승으로 인한 공간내부로의 열유동 분포를 중심으로 화재성상을 분석하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.7-16
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• 2018

본 연구에서는 CFAST를 이용하여 구획실 가스연료 화재실험에 대한 디자인 화재곡선(Design fire curves, DF)의 예측성능을 평가하였다. 평가된 디자인 화재곡선은 이전의 연구에서 제안된 2-stage DF, Ingason이 제안한 Quadratic DF와 Exponential DF이며, 예측성능 평가를 위해 각 디자인 화재곡선을 CFAST의 입력조건으로 하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션결과와 실험결과의 비교를 통해 구획실 내부의 공간평균온도와 $O_2$, $CO_2$ 농도에 대해 전반적으로 2-stage DF > Quadratic DF > Exponential DF 순으로 실험결과를 합리적으로 예측하는 것을 확인하였다. CFAST 시뮬레이션 결과를 통해서도 실험에서 보이는 구획실 내 개구부측과 내측에서의 온도와 $O_2$ 및 $CO_2$ 농도 차이를 예측할 수 없음을 명확히 확인하였다. 또한 CFAST는 구획실 가스연료 화재의 CO 농도와 하층부의 공간평균온도에 대한 예측에 한계가 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.346-351
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• 2009

본 연구에서는 화재시 많은 인명피해가 예상되는 공동 주택을 대상으로 단위공간별 화재 성상을 예측하기 위한 실물화재실험을 실시하였다. 구성된 실물화재모델은 비교적 가연물량이 많은 침실과 화재 발생 위험도가 높은 주방을 대상으로 하였으며, 실험 모델에 구성된 단위품목은 일반주택의 가연물을 선조사 한 후 선정하였다. 실험결과 침실의 경우 점화 후 약 5분이 경과되었을 때 플래쉬오버 상태에 이르게 되어 매우 급격한 성장을 보였으며, 최대 열방출율 약 7433.3 kW, 최대 일산화탄소 578.6 ppm, 최대 이산화탄소 1.25ppm, 내부 최대온도 1350$^{\circ}$로 측정 되었다. 특히, 화재 발생 초기에 가연 공간에서 화재의 진화가 이루어지지 않으면 약 3분 내에 인체에 급격한 피해를 줄 수 있는 한계온도 이상으로 화재가 성장하기 때문에 신속한 초기 대응이 필요함을 확인하였다. 이러한 실물화 재실험에서 얻어낸 결과는 향후 화재확대 예측 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 각 용도별 공간에서의 화재 확산 예측에 적용 될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.47-55
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• 2019

건물형태의 공간 내에서 발생한 고체연료 화재에 대해 Fire dynamics simulator (FDS)을 이용하여 설계화재곡선의 예측성능을 실험결과와 비교하여 평가하였다. FDS의 연소모델로서는 EDC 2-step mixing controlled를 적용하였으며 검토된 설계화재곡선들은 기존 연구들에서 제안한 2-stage design fire (TDF) 곡선, Quadratic 및 Exponential design fire 곡선들이다. 시뮬레이션 결과는 건물 내 연기 전파과정이 설계화재곡선에 많은 영향을 받는 것을 확인하였다. 설계화재곡선을 이용한 시뮬레이션은 건물 내 실험온도결과에 대해 합리적으로 예측하고 TDF가 가장 온도를 무난하게 예측하는 것을 확인하였다. 그리고 각 설계화재곡선의 화학종 농도에 대한 예측은 실험과 충분히 예측하지 못하는 것을 확인하였다. 이점은 본 연구에서 사용한 연소모델은 고체연료 화재에 대한 시뮬레이션에 적합하지 않음을 나타내며 고체연료의 예측에 대한 FDS 연소모델에 대한 연구가 추가적으로 필요해 보인다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.44-51
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• 2014

본 연구에서는 건축물에서의 성능기반 화재안전 설계 시에 사용되는 구획공간에서의 화재 성상 분석을 위해서 사무실 공간을 대상으로 하여 $2.4(L){\times}3.6(W){\times}2.4(H)m$의 크기의 구획 Mock-up을 제작하고 구획 내부에는 화재하중 $18.74kg/m^2$을 적용하여 책상, 의자, 컴퓨터 등과 같은 실제 가연물을 배치하여 화재실험을 실시하였다. 화재실험 결과, 구획 공간의 내부 중앙에서는 394~408 s 사이에 $600^{\circ}C$에 도달하였고 구획 입구 모서리에서는 404~420 s 사이에 $600^{\circ}C$에 도달하였다. 본 연구에서는 화재실험을 통해 측정된 온도변화 데이터를 BFD 곡선에 적용하여 화재시 구획 공간내의 온도변화 예측 기법을 분석하고자 하였으며, 화재실험을 통해 BFD 곡선 인자는 최대온도 $900^{\circ}C$, 최대온도 도달시간 7분과 형태계수 1.5로 결정하였다. BFD 곡선에 적용된 사무실 공간의 시간에 따른 온도 곡선은 화재초기에 빠르게 상승한 이후에 약 9분경 이후에 감소하는 형태를 나타내고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.131-138
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• 2010

실규모 ISO 9705 표준 화재실에서 과환기화재 및 환기부족화재에 대한 열 및 화학적 특성에 관한 실험 및 수치해석 연구가 수행되었다. 과환기화재 및 환기부족화재의 발생을 위하여 연료 유량과 출입구의 폭이 변화되었다. FDS(Fire Dynamic Simulator)의 화재현상 예측성능을 검토하기 위하여 실험과 수치해석에서 얻어진 온도 및 화학종의 농도에 대한 상세한 비교가 이루어졌다. 과환기화재 및 환기부족화재의 전반적인 특성은 연소효율, 총괄당량비뿐만 아니라 고온 상층부에서 측정된 온도 및 화학종의 농도분포에 의해서도 명확하게 구분되었다. 과환기화재에서 FDS는 온도 및 화학종의 농도에 관한 실험결과를 정량적으로 매우 잘 예측하였다. 반면에 환기부족화재의 경우, 시간 증가에 따른 $CO_2$의 감소 및 CO의 증가와 같은 비정상적 화학적특성의 예측에는 한계가 있음을 알 수 있었다. 그럼에도 불구하고 정상상태 구간의 시간 평균된 온도 및 화학종의 농도는 실험결과를 적절히 잘 예측하였다. 위 결과로 부터 FDS는 과환기 화재 및 환기부족화재의 특성을 예측하는데 매우 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있었다.