• 국제초고층학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.345-364
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• 2021

Developments in the understanding of fire behaviour for large open-plan spaces typical of tall buildings have been greatly outpaced by the rate at which these buildings are being constructed and their characteristics changed. Numerous high-profile fire-induced failures have highlighted the inadequacy of existing tools and standards for fire engineering when applied to highly-optimised modern tall buildings. With the continued increase in height and complexity of tall buildings, the risk to the occupants from fire-induced structural collapse increases, thus understanding the performance of complex structural systems under fire exposure is imperative. Therefore, an accurate representation of the design fire for open-plan compartments is required for the purposes of design. This will allow for knowledge-driven, quantifiable factors of safety to be used in the design of highly optimised modern tall buildings. In this paper, we review the state-of-the-art experimental research on large open-plan compartment fires from the past three decades. We have assimilated results collected from 37 large-scale compartment fire experiments of the open-plan type conducted from 1993 to 2019, covering a range of compartment and fuel characteristics. Spatial and temporal distributions of the heat fluxes imposed on compartment ceilings are estimated from the data. The complexity of the compartment fire dynamics is highlighted by the large differences in the data collected, which currently complicates the development of engineering tools based on physical models. Despite the large variability, this analysis shows that the orders of magnitude of the thermal exposure are defined by the ratio of flame spread and burnout front velocities (V_S / V_BO), which enables the grouping of open-plan compartment fires into three distinct modes of fire spread. Each mode is found to exhibit a characteristic order of magnitude and temporal distribution of thermal exposure. The results show that the magnitude of the thermal exposure for each mode are not consistent with existing performance-based design models, nevertheless, our analysis offers a new pathway for defining thermal exposure from realistic fire scenarios in large open-plan compartments.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.568-576
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• 2015

본 연구에서는 압축공기에너지저장 설비를 운영함에 있어 위험성이 크다고 분석된 '내조시스템 파손에 따른 압축공기 유출'과 '접근갱도 내 화재 발생' 리스크를 대상으로 시나리오를 작성하여 분석을 실시하였다. Bernoulli 방정식과 운동량 방정식을 결합하여 압축공기 분출에 따른 충격력을 계산하기 위한 식을 유도하였다. 이 식을 바탕으로 시나리오를 작성하여 충격력을 계산한 결과 충격력은 균열 직경의 제곱 및 압축공기의 압력에 비례하는 것으로 나타났다. 계절의 변화 및 화원의 위치에 따른 연기 확산 거동을 분석하기 위하여 4가지의 화재 시나리오를 작성하였다. 저장 공동 벽면 근처에서 화재가 발생한 경우는 10 m 떨어진 지점에서 화재가 발생한 경우보다 연기가 호흡한계선까지 하강하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것으로 나타났는데 이는 연기 파선단 전파로 인해 발생한 것으로 예측된다. 갱내로의 공기 유동 방향에 따라 연기의 확산 거동이 달라지기 때문에 겨울에 화재가 발생한 경우는 여름에 발생한 경우보다 연기의 확산속도가 빠르고 더 멀리까지 연기가 퍼지는 것으로 나타났다. 피난 시뮬레이션 해석 결과 여름과 겨울 화재에서의 피난요구시간(RSET)은 각기 262, 670 s로 분석되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.168-177
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• 2011

본 연구에서는 현재 상업용으로 가장 많이 사용되고 있는 멀티시스템형 에어컨실외기의 화재 위험성을 평가하기 위하여 에어컨실외기의 실물 연소실험을 수행하였다. 그 결과 에어컨실외기는 내부 폭발과 상부 배출 그릴을 통한 급격한 화염분출 및 화재확산을 보였으며, 이는 실외기 내부에 내장된 전선, 전자 제어판, 열교환용 동판 및 합성수지류 등의 가연물이 연소하고 냉매가스가 충전된 배관이 가열로 인해 파괴되어 냉매가스가 분출되면서 화재폭발과 외부로 화염분출을 가속시켜 일어난 것이다. 본 실험에서 에어컨실외기의 최고 열방출율은 5,830 kW로 나타났으며, 열화상 카메라 및 열전대에 의해 측정된 실외기의 내부 온도는 최고 $1,201^{\circ}C$이고, 외부온도는 최고 $881^{\circ}C$ 이상, 화염의 길이는 약 5 m 이상 상승하였다. 그러므로 에어컨실외기의 화재는 주변 가연물을 발화시키는 원인으로 작용하여 건축물에 2차 화재를 발생시킴으로써 큰 피해를 줄 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실물실험에서 얻어낸 결과는 향후 컴퓨터시뮬레이션에서 에어컨실외기의 화재구현 및 주변 가연물로의 화재 확산 예측에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2101-2108
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• 2008

Most of train fires which occur in usual cases do not grow up significantly on a large scale enough to bring about casualties and harmful damages. However, the consequence of some train fire accidents can be devastating disaster so that it would be even recorded in history in unusual cases. Accordingly, such a probability of fire disaster cannot be ignored in aspect of the railway safety assesment. A scale of injury and damage is very difficult to predict and analyze. Because it is depend on various factors, i.e. fire load, burning period, facilities, environment condition, and so on. Thus, a prediction of fire load could be understood as a one methodology to estimate railway safety assesment. The summation method which is one of them is used to evaluate the overall fire load by assuming that sum of heat release rate per unit area or mass of each composite material equals the total. However, since the train fire is classified into a compartment fire in under-ventilation condition. The summation method do not estimate a fire load completely. In this journal, Various methods to predict fire load are introduced and evaluated. Especially the fire simulation tool FDS(Fire Dynamics Simulator)which is based on the CFD(Computational Fluid Dynamics) is introduced, too. Through the FDS simulation, numerical analyses for the fire load and flame spread are performed. Then, these results of the simulation are validated through the comparison study with the experimental data. Then, limitations and approximations including in simulation process are discussed. The future direction of research is proposed.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.24-29
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• 2018

스프링 침대 매트리스의 화재안전성을 향상시키기 위한 방안으로 냉각재료(물)을 포함한 냉각프레임을 제작하여 침대 매트리스 아래 또는 침대 매트리스와 침대 매트리스 받침대 사이부분에 냉각프레임을 설치하여 냉각프레임 설치 유무에 따른 실물규모 화재시험을 실시하였다. 시험 초기(약 3분)에는 비슷한 화재성상을 보이나 이후에는 냉각프레임이 없는 경우는 급격한 화재성장이 확인 되었으며, 냉각프레임이 있는 경우는 성장되지 않고 쇠퇴가 진행되었다. 침대 매트리스 상단표면에서의 화염전파는 반원방향으로 유사하게 진행되었으며, 평균 화염전파속도는 약 0.005 m/s 분석되었다. 최대화염높이는 냉각프레임이 없는 경우 약 2.7 m, 냉각프레임이 설치된 경우 약 1.8 m로 분석되었다. 또한 최대열방출율(Heat release rate)은 냉각프레임이 없는 경우는 약 740 kW, 냉각프레임이 설치된 경우는 약 400 kW 측정되었다. 결과적으로 냉각프레임 설치를 통해 침대 매트리스 화재시 화염높이 및 열방출율이 저감되는 것으로 확인되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-12
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• 2014

수관화는 대형산불의 주된 확산유형으로 빠른 확산속도와 높은 산불강도의 특성을 보이며 많은 피해를 입힌다. 이 연구에서는 수관화 피해를 사전에 예측하기 위해서 수관전소 피해를 입은 지역의 지형 임상 기상 특성을 분석하여 수관화확산확률식을 개발하였다. 영덕 울진 고령 예천에서 일어난 4개의 산불피해지를 대상으로 하였으며, 총 18개의 공간 변수를 구축한 뒤 기타연소지에 대한 수관전소지의 비를 이용하여 각 변수별 구간 가중치를 구하고 로지스틱 회귀모형을 이용하여 변수와의 상관계수를 산출하였다. 그 결과, 수관화확산확률은 임상이 침엽수림일 때, 250m 이상에서 고도가 높아질수록, 기복이 심할수록, 사면향은 남서 또는 남동사면일 경우, 능선일수록, 일사량이 많아질수록 높게 나타났다. 고도와 경사가 낮은 곳에서는 교란현상이 많이 나타나 일정한 패턴을 보이지 않았다. 이 확률식을 통해 수관화 위험지를 사전에 분석할 수 있고, 산불방지 숲가꾸기 지역 선정 및 진화 우선 지역 선정 등에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.89-96
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• 2010

본 연구에서는 건축외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 화재위험성을 평가하기 위하여 외장재 실물 연소실험을 실시하였다. 그 결과 알루미늄복합패널의 빠른 화재확산을 보였으며, 이는 알루미늄 복합패널에 내장된 폴리에틸렌이 연소되면서 화염의 수직확산이 급격히 일어난 것이다. 본 실험에서 알루미늄복합패널의 최고 열방출률은 1,144kW로 나타났으며, 열전대에 의해 측정된 표면온도는 알루미늄의 용융점인 $660^{\circ}C$를 넘는 최고 $903.3^{\circ}C$ 이상 상승하였다. 그러므로 알루미늄복합패널의 화재는 상층으로의 급격한 연소확대나 개구부를 통한 내부로의 화재확산에 의한 큰 피해를 줄 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실물실험에서 얻어낸 결과는 향후 알루미늄복합패널의 모델링 구현과 비교함으로써 알루미늄복합패널의 화재 확산 예측에 적용 될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.10-15
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• 2009

산불에서의 화염높이 산정은 복사열전달에 의한 수평 또는 수직적 화염확산을 예측하는데 있어 매우 중요한 부분이다. 화염특성 중 화염높이는 빛을 수반하는 화염(the luminous flame)의 평균높이로 확인할 수 있다. 본 연구에서는 외부 풍속과 경사 등으로 인한 화염 높이가 변화될 수 있는 조건을 제외한 산림내 지표연소물질(surface fuel)인 소나무 낙엽층(fuel bed)에 대한 화염높이 관측실험과 열량분석계을 이용하여 발열량(Heat Release Rate) 측정실험과 수치해석을 통해 지표연소물질에 대한 화염높이 산출식 $H_f=0.027(\dot{Q'})^{2/3}$을 도출하였다. 실험값과 개발 산정식, 기존 Heskestad 식과의 적용값 비교 결과, 소나무 낙엽의 경우, 실험값과 개발 산정식 적용값의 표준오차는 0.08, 실험값과 기존 Heskestad 식의 표준오차는 0.23으로 개발 산정식의 정확성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
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• pp.327-332
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• 2003

We investigated the fire characteristics of the subway electric car's interior materials and evaluated the safety of it. The testing methods are ISO 4589-2 for Limited Oxygen Index, ISO 5658-2 for surface flame spread, ISO 5660-1 for Heat Release Rate, ASTM E 662 for smoke density and BS 6852 Annex B.2 for gas toxicity. The materials of seven organization including KNR were tested. Most of the materials are under the levels of the foreign country's demand. We also reported the test methods of other countries and compared it to ours.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.43-44
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• 2023

Fire doors installed to prevent the spread of fire in buildings are made of paper honeycomb, glass wool, and other materials. Due to their high water absorption rate, they absorb ambient moisture and degrade, and their increased weight causes them to sag internally, creating voids that can warp in the event of a fire and allow flames to pass through. To overcome these issues, research is being conducted on the physical performance of lightweight aerated concrete. However, there is a lack of research on how to ensure fire resistance. Therefore, in this study, the backside temperature of lightweight aerated concrete formulations was measured and compared and analyzied with the physical performance. Since it is difficult to achieve low density by saturation alone, aerated concrete with EPS was produced, which resulted in a density reduction of 24'26%, but the strength increase per unit cement increase was 5'25%, which tended to be lower than the formulation without EPS. The results showed that the lightweight aerated concrete with EPS was 130~140℃ lower than the lightweight aerated concrete with EPS, which is believed to be due to the melting point of EPS delayed the heat diffusion. In the future, wo plan to conduct research to identify the optimal formulation for fire door core materials by varying the amount of EPS added and using industrial by-products to increase long-term strength.