• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.197-204
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• 2021

본 연구는 건축용 자재인 목재 및 플라스틱의 연기 위험성 평가에 대하여 새로 고안된 연기성능지수-V (smoke performance index-V, SPI-V), 연기성장지수-V (smoke growth index-V, SGI-V), 연기위험성지수-VI (smoke risk index-VI, SRI-VI)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 가문비나무, 나왕, polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC)를 사용하였다. 연기 특성은 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 사용하여 시험편에 대하여 측정하였다. 연소반응 후 측정된 연기성능지수-V는 PMMA를 기준으로 1.0~3.4로 나타났다. 연기성능지수-V에 의한 연기위험성은 PC, 가문비나무, 나왕과 PMMA 순서로 증가하였다. 나왕과 PMMA는 유사한 값으로 나타났다. 연기성장지수-V는 PMMA를 기준으로 1.0~9.2로 나타났다. 연기성장지수-V에 의한 연기위험성은 PMMA, PC, 가문비나무, 나왕의 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크 발생속도는 0.0021~0.0067 g/s로 측정되었다. 결론적으로 연소가 용이한 물질은 연기성능지수-V가 낮고, 연기성장지수-V가 높기 때문에 화재로 인한 연기위험성이 높은 것으로 이해된다. 이는 총괄적으로 연기위험성지수-VI로 정리된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.9-19
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• 2019

실리콘 화합물 4종으로 처리한 편백목재 시험편의 연소특성에 관한 실험을 ISO 5660-1 표준에 따른 콘칼로리미터를 이용하여 수행하였다. 난연재는 소듐실리케이트와 아미노실란을 이용하여 합성하였다. 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), 3-(2-aminoethylamino)propylmethyldimethoxysilane (AEA-PMDMS), 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane (AEAPTM)을 실란 화합물로 사용하였다. 외부열유속 $50kW/m^2$에서 연소후 측정된 실리콘 졸로 처리한 시험편의 착화시간은 9~11 s로 얻어졌으며 공시편보다 3~5 s 지연되었다. 최대열방출율은 공시편과 비교하여 5~20% 감소되었고 화재초기위험성은 AEAPMDMS가 가장 높았다. 총열방출량은 1~22% 감소되었다. 화재성능지수(FPI)는 공시편보다 1.5~2.2배 증가하였다. 화재성장지수(FGI)는 AEAPMDMS로 처리된 시험편은 20% 증가하였고 나머지 시편은 93~94% 감소하였다. 따라서 실리콘화합물로 처리한 목재의 화재위험성은 열위험성 측면에서 개선되었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.670-676
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• 2018

붕산, 5붕산암모늄, 붕산/5붕산암모늄 첨가제로 처리한 편백목재 시험편의 연소가스 발생에 관한 시험을 하였다. 15 wt%의 붕소 화합물 수용액으로 각각 편백목재 시험편에 붓으로 3회 칠하였다. 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 연소가스를 분석하였다. 그 결과, 붕소화합물로 처리한 시험편의 연기성능지수(SPI)는 공시편 보다 1.37~2.68배 증가하였고, 연기성장지수(SGI)는 29.4~52.9% 감소하였다. 그리고 붕소화합물로 처리된 시험편의 연기강도(SI)는 공시편보다 1.16~3.92배 감소되어 연기 및 화재 위험성이 낮아지는 것으로 예상된다. 또한 붕소화합물로 처리한 시험편의 최대일산화탄소($CO_{peak}$) 농도는 공시편보다 12.7~30.9% 감소되었다. 그러나 미국직업안전위생관리국(OSHA) 허용기준(PEL)보다 1.52~1.92배 높은 치명적인 독성을 발생하는 것으로 측정되었다. 붕소화합물은 일산화탄소를 감소시키는 역할을 하였으나 편백목재 자체의 일산화탄소의 생성 농도가 높기 때문에 감소효과에 대한 기대에 미치지 못하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.76-84
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• 2019

성능위주설계(PBD)의 주방 화재시뮬레이션을 위해 요구되는 목재 가연물의 CO 및 Soot yields 정보를 제공하기 위하여, 개방 콘 칼로리미터를 활용한 실험이 수행되었다. 싱크장 제작에 널리 사용되는 MDF와 PB를 대상으로 함수율, 표면 가공처리 방식 및 색상에 따라 총 8가지의 시편이 검토되었다. 주요 결과는 다음과 같다. 동일 두께의 시편이라도 표면 가공처리 방법에 따라 깊이 방향으로의 화재확산과 관련된 열적 관통시간에 상당한 변화가 발생됨이 확인되었다. MDF와 PB series의 CO yield는 유염 연소 구간에서 연소 모드별 그리고 표면 가공처리 방식에 따라 큰 변화가 없다. 그러나 유염 연소모드에 비해 훈소 모드에서는 약 10배의 높은 $y_{CO}$가 측정되었다. 반면에 Soot yield는 연소 모드와 표면 가공처리 방식에 따라 상당한 차이를 보였다. 특히 유염 연소모드와 표면이 가공 처리된 시편에서 보다 높은 $y_{soot}$가 확인되었다. 마지막으로 PBD의 주방 화재시뮬레이션을 위하여 측정된 MDF와 PB의 $y_{CO}$ 및 $y_{soot}$ 적용 방안이 논의되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.330-337
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• 2021

3D 프린팅의 기술발전으로 대형물 제작이 가능하게 되면서 이를 건축물에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 건축물에서는 구조재와 비구조재로 구분되고 비구조재는 비정형 구조물 및 내·외장패널에 적용하기 유리하다. 3D 프린팅 재료는 기본적으로 시멘트 모르타르의 압출과 적층이 가능해야하므로 시멘트 혼화용 폴리머 와 경량재료의 사용이 필수적이다. 본 연구는 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트 모르타르에 EVA 재유화형 분말수지를 사용하였다. 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성을 평가하기 위해 골재로는 규사8호와 경량재료로 경량골재, 중공글라스를 사용하여 난연 및 불연성능을 평가하였다. 연구결과, 규사8호 및 경량골재를 사용한 시험체가 충분한 난연 및 불연성능을 보였다. EVA 재유화형 분말수지를 혼입할 경우 5% 이하로 적용하여 사용하는 것이 유리하다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.423-430
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• 2021

본 연구는 건자재용 목재의 화재위험성 및 화재위험성 등급을 평가하기 위하여 Chung's equations-III, -IV에 의한 화재성능지수-III (FPI-III), 화재성장지수-III (FGI-III), 화재위험성지수-IV (FRI-IV)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 적삼목, 전나무, 물푸레나무, 단풍나무를 사용하였다. 화재 특성은 시험편에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 FPI-III는 polymethylmetacrylate (PMMA) 기준으로 0.86~12.77로 나타났다. FGI-III는 PMMA를 기준으로 0.63~5.26으로 나타났다. 화재위험성 등급 지수인 FRI-IV에 의한 화재 등급은 0.05~6.12였으며 적삼목이 단풍나무와 비교하여 122.4배 높았다. FRI-IV에 의한 화재위험성 등급은 단풍나무, 물푸레나무, 전나무, PMMA, 적삼목 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크농도는 103~162 ppm으로 측정되었으며 미국직업안전위생관리국(occupational safety and health administration)의 허용기준(permissible exposure limits)인 50 ppm보다 2.1~3.2배 높게 나타났다. 적삼목과 같이 체적밀도가 작고 휘발성 유기물질을 다량 함유한 소재는 FPI-III가 낮고 FGI-III가 높으므로 화재위험성 등급이 높은 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.75-82
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• 2021

본 연구는 건자재용 목재 및 플라스틱의 화재위험성 평가에 대하여 새로 고안된 화재성능지수-III (FPI-III), 화재성장지수-III (FGI-III), 화재위험성지수-IV (FRI-IV)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 삼나무, 적송, PMMA, PVC를 사용하였다. 화재 특성은 시험편에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 화재성능지수-III는 PMMA를 기준으로 1.0~15.0으로 나타났다. 화재성능지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, 적송, 삼나무, PMMA 순서로 증가하였다. 화재성장지수-III는 PMMA를 기준으로 0.5~3.3으로 나타났다. 화재성장지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, PMMA, 적송, 삼나무의 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크농도는 106~570 ppm으로 측정되었다. 결론적으로 체적밀도가 낮은 삼나무와 PMMA와 같이 휘발성 유기물질을 다량 함유한 재료는 화재성능지수-III가 낮고, 화재성장지수-III가 높으므로 화재로 인한 화재위험성이 높은 것으로 이해된다. 이는 화재위험성지수-IV와 일치하였다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.388-396
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• 2023

연소성 물질의 화재위험성 평가를 하기 위하여 Chung's equations-X, Chung's equations-XI, 그리고 Chung's equation-XII 를 새로 정립하였다. 화재위험성지수-XII (fire risk index-XII, FRI-XII)와 화재위험성등급(fire risk rating, FRR)을 산정하였다. 시험편은 녹나무, 벚나무, 고무나무, 느릅나무를 선택하였다. 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 사용하여 시험편에 대한 연소 특성을 시험하였다. Chung's equations에 의해 산정된 화재성능지수-X (fire performance index-X, FPI-X)과 화재성장지수-X (fire growth index-X, FGI-X)은 각각 89.34~1696.75 s²/kW와 0.0006~0.0107 kW/s² 로 나타났다. 또한 화재성능지수-XI (fire performance index-XI, FPI-XI)과 화재성장지수-XI (fire growth index-XI, FGI-XI)은 각각 0.08~1.48과 0.67~11.89으로 나타났다. 화재위험성 등급인 화재위험성지수-XII (FRI-XII)는 녹나무가 148.63 (화재위험성등급: G)으로 화재위험성이 매우 높은 목재로 나타났다. 그러므로 휘발성 유기 화합물을 다량 함유하고 있는 연소성 물질은 FPI-X과 FPI-XI이 낮아지고, FGI-X과 FGI-XI이 높아짐에 의하여 FRI-XII가 높은 값을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제34권2호
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• pp.144-152
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• 2023

연소성 물질의 화재위험성 평가를 하기 위해 Chung's equations-VII, Chung's equations-VIII, 그리고 Chung's equation-IX 을 새로 정립하였다. 화재위험성지수-IX (fire risk index-IX, FRI-IX)와 화재위험성등급(fire risk rating, FRR)을 산정하였다. 시험편은 은행나무, 메타세콰이어, 참죽나무, 피나무, 호두나무를 선택하였다. 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 사용하여 시험편에 대한 연소 특성을 시험하였다. 연소 종료 후 Chung's equations에 의해 산정된 화재성능지수-VII (fire performance index-VII, FPI-VII)는 15.15~182.53 s²/kW로 나타났고, 화재성장지수-VII (fire growth index-VII, FGI-VII)는 0.0023~0.0165 kW/s²로 나타났다. Polymethylmethacrylate (PMMA)를 기준으로 한 화재성능지수-VIII (FPI-VIII)는 0.29~3.45로 나타났고, 화재성장지수-VIII (FGI-VIII)는 2.88~20.63로 나타났다. 화재위험성 등급인 화재위험성지수-IX(FRI-IX)는 메타세콰이어가 71.14 (화재위험성등급: G)로 화재위험성이 매우 높은 목재로 나타났다. 그러므로 휘발성 유기 화합물을 다량 함유하고, 체적밀도가 낮은 목재는 FPI-VII와 FPI-VIII가 낮아지고, FGI-VII와 FGI-VIII가 높아짐에 의하여 FRI-IX가 높은 값을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제35권3호
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• pp.200-208
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• 2024

4종의 목재에 대한 화재위험성의 예측 및 화재위험성 등급을 평가하기 위해 Chung's equations-IX과 Chung's equation-XII를 이용하였다. 시험편은 녹나무, 산벚나무, 고무나무, 느릅나무를 선정하였다. 연소시험은 ISO 5660-1의 콘칼로리미터 시험법을 이용하였으며, 화재위험성지수-IX (FRI-IX)과 화재위험성지수-XII (FRI-XII)에 대한 화재위험성과 화재위험성등급(FRR)을 비교하였다. 그 결과 화재성능지수-XI (FPI-XI)와 화재성장지수-XI (FGI-XI)은 0.08~11.48와 0.67~111.89로 얻어졌다. 그리고 화재위험성지수-XII (FRI-XII)는 산벚나무(0.45): 등급 A (순위 5) < PMMA(1): 등급 A (순위 4) < 고무나무(1.23): 등급 A (순위 3) < 고무나무(1.56): 등급 A (순위 2) << 녹나무(148.23): 등급 G (순위1)의 순으로 증가하였다. 또한 화재위험성지수-IX (FRI-IX)는 산벚나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ 고무나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ 느릅나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ PMMA(1): 등급 A (순위 2) << 녹나무(66.67): 등급 G (순위1)의 순이었다. 공통적으로 화재위험성은 녹나무가 가장 높은 것으로 제시되었다. 결론적으로 FRI-IX와 FRI-XII의 기준을 바탕으로 보여준 바와 같이 지수의 표현은 다르나, 가연성 재료의 화재위험성평가에 의한 예측은 유사한 경향성을 제시하였다.