• Steel and Composite Structures
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• 제43권4호
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• pp.483-500
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• 2022

Cold-formed steel wall panels sheathed with gypsum plasterboard have shown superior thermal and structural performance in fire. Recent damage caused by fire events in Australia has increased the need for accurate fire resistance ratings of wall systems used in low- and mid-rise construction. Past fire research has mostly focused on light gauge steel framed (LSF) walls under uniform axial compression and LSF floors under pure bending. However, in reality, LSF wall studs may be subject to both compression and bending actions due to eccentric loading at the wall to-roof or wall-to-floor connections. In order to investigate the fire resistance of LSF walls under the effects of these loading eccentricities, four full-scale standard fire tests were conducted on 3 m × 3 m LSF wall specimens lined with two 16 mm gypsum plasterboards under different combinations of axial compression and lateral load ratios. The findings show that the loading eccentricity can adversely affect the fire resistance level of the LSF wall depending on the magnitude of the eccentricity, the resultant compressive stresses in the hot and cold flanges of the wall studs caused by combined loading and the temperatures of the hot and cold flanges of the studs. Structural fire designers should consider the effects of loading eccentricity in the design of LSF walls to eliminate their potential failures in fire.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.1-7
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• 2011

최근 초고층 건축물의 방재분야에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 화재발생 시 고층으로 인한 피난시간의 증가에 대비하여 건축물내의 화재전파를 최소로 억제하고자 노력하고 있다. 방화구획은 건축물에서 화재전파를 억제하는 대표적인 방법으로 내화성능이 있는 벽체와 방화문을 이용하여 화재발생 시 해당구획내에서 연소가 종료되거나 타 구획으로의 화재전파시간을 증가시킴으로써 피난시간을 확보하게 된다. 그러나 현행 건축법에는 초고층건축물을 고려치 않은 최대 2시간 내화성능만은 요구하고 있어 초고층 건축물용 방화벽의 개발에 걸림돌이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 내화벽체의 성능등급에 대하여 검토하였으며, 향후 초고층 건축물용 내화벽체 개발을 위하여 내화성능, 시공성, 사용성 등을 고려한 제품개발 방향을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.75-85
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• 2018

2016년 6월 영국 그렌펠 타워 화재는 외단열에 의한 수직화재확산으로 인한 대표적인 피해사례이다. 외단열 공법에서 많이 사용되는 유기단열재는 단열성능이 좋은 반면 화재에 취약한 단점이 있다. 알루미늄 복합패널을 외벽 마감재로 사용하는 외단열 공법에서 알루미늄 내부에 사용되는 플라스틱은 수직 화재확산의 원인으로 지목되고 있다. 알루미늄복합패널을 외벽에 고정하기 위해 사용되는 철재 프레임 때문에 외벽과 외벽 마감재 사이에 중공층이 형성된다. 외벽에 화재가 발생하면 가연성외벽의 연소뿐만 아니라 단열재로부터 발생된 화염이 중공층을 통해 수직으로 급격히 확산되어 인명 및 재산피해가 발생할 수 있다. 국내의 경우 국토교통부고시 2015 - 744에 의한 소재단위 성능시험이 수행되고 있으며, 영국에서는 실제 규모의 화재시험으로 외벽의 수직화재확산 시간의 측정이 가능한 BS8414 시험이 시행되고 있다. 본 연구에서는 현행 국내 고시 기준으로 적합한 준불연 소재의 알루미늄복합패널을 대상으로 영국에서 시행되고 있는 실규모 외벽화재시험(BS 8414)을 수행하여 수직화재확산에 대한 거동 관찰과 현재 마감재료의 소재단위 평가의 한계를 확인하고자 하며, 실제 규모의 화재 시험을 통한 외벽화재 화재확산 방지를 위한 시스템 도입 필요성 확인하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.31-37
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• 2012

본 논문에서는 화재 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 이중외피 구조 중 커튼월 구조의 화재 시 위험성을 일반적인 구조와 비교하여 보았다. 이를 위해 화재 시뮬레이션 프로그램(FDS)을 기반으로 한 PyroSim을 이용하여 가상의 5층 건축물로 모델링을 한 후 커튼월 구조를 적용하지 않은 모델과 커튼월 구조를 적용한 모델로 나누어 동일한 제반조건과 장소에서 화재가 발생 하도록 하였으며, 화재 특성을 확인하기 위해 연기거동, 가시거리, CO, $CO_2$의 농도를 비교 분석하였다. 그 결과, 커튼월 구조가 적용 되지 않은 경우보다 커튼월 구조가 적용된 경우 연기가 최상층에서부터 빠르게 채워져 밑의 층으로 점점 내려가는 현상을 확인 할 수 있었으며, 화재 시뮬레이션을 통해 화재 시 커튼월 구조의 위험성을 검증 하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2019년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.95-96
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• 2019

In this study, fire resistance test according to KS F 2257-8: 2015 was carried out to compare fire resistance for wall consisted of gypsum boards with two types of drywall with gypsum boards which is based to lightweight studs. As a result, it was found that the fire resistance of the wall constructed with 12.5 mm of general gypsum board was 16 minutes higher than that of the wall constructed 9.5 mm in accordance with integrity and was 9 minutes higher than that of the wall(9.5 mm) depending on insulation. If the wall with the gypsum board 12.5 mm is constructed, it can be confirmed that the fire resistance is improved by about 43%.

• 한국안전학회지
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• 제30권6호
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• pp.40-47
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• 2015

In this study, temperature characteristics and fire damage form were analyzed to investigate flame spreading form and fire probability from ignition sources subject to drivit component materials which is finishing material in architecture. Ignition sources were limited to a gas torch and exterior panel board fire, and the size of the sample was manufacture in 30 cm length ${\times}$ 50 cm height ${\times}$ 5cm thickness size. Marble (inner wall) + 3 mm drivit (outer wall), marble (inner wall) + 4 mm plaster stone (outer wall), sandwich panel + 3 mm driver bit (outer wall), sandwich panel + 3 mm driver bit + insulation (outer wall), and gypsum board (inner wall) + 3 mm drivit (outer wall) were prepared for the sample. As result of the research for temperature characteristics, large temperature difference by each material was shown in $218^{\circ}C{\sim}995^{\circ}C$ at 30 seconds and $501^{\circ}C{\sim}1078^{\circ}C$ at 300 seconds. Especially when the inner wall was a plaster board, lowest temperature of $501^{\circ}C$ was shown at 300 seconds and marble inner wall showed the following lowest temperature of $900^{\circ}C$. Temperature rising over $1000^{\circ}C$ was shown in other materials. Regarding fire damage form, drivit or gypsum board outer wall parts exposed to fire showed combustion and carbonization to show calcination(breaking phenomenon) and influence of heat exposure was higher as calcination became more severe.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.104-111
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• 2011

현재까지 알루미늄은 커튼월의 프레임 재료로서 광범위하게 사용되어 왔다. 최근에 건축물의 초고층화와 더불어 커튼월의 프레임 재료로서 알루미늄에 비해 강도와 열 저항능력이 큰 스틸에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 알루미늄 커튼월과 스틸-알루미늄 복합 커튼월에 대한 내화성능을 EN 13830에 근거하여 차염성, 차열성 및 복사열 차단성능에 대하여 평가하였다. 실험결과, 알루미늄 커튼월에 비해 스틸-알루미늄 복합 프레임 커튼월의 차염성능은 15분, 복사열에 대한 성능은 13분 상향 평가되었다. 프레임의 붕괴는 스틸-알루미늄 복합 프레임의 경우 36분, 알루미늄 커튼월의 경우 13분이었으나, 차열성능은 내화유리의 온도에 의해 모두 6분으로 평가되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.133-137
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• 2009

화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator(FDS)을 이용한 수직벽 화재 시뮬레이션의 정확성을 확인하기 위해 FDS를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$의 범위에서 버너중심에서의 경계층 내 온도분포를 실험결과와 비교하였다. 또 수직벽면 위 수직중심선을 따라 계산한 열유속(heat flux) 분포도 실험과 비교하였다. 경계층 내 온도분포는 비교적 잘 예측됨을 확인하였다. 그러나 벽면근처의 최고온도는 측정치보다 낮았고, 수직벽면의 열유속은 지나치게 높게 나타났다. 이에 따라 수직벽 화재의 시뮬레이션에 있어서 FDS를 개선할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제19권3호
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• pp.9-13
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• 2004

To confirm the previous finding that FDS predicts a fire growth rate too rapid compared with an experiment in a center fire in a room with an opening, the same computational fluid dynamics was applied to two types of fires, wall fire and comer fire. First the grid size was chosen to eliminate possible numerical errors due to a coarse grid system. Then the two types of fires were simulated for three different fire sizes, 7.65, 21.25, and 51.57kW for each type, which are the same as in the experiment to be compared with. The fires were predicted to grow too fist although the average temperatures and heights of the neutral planes were in good agreement with measurement.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권11호
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• pp.1485-1496
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• 2002

In order to investigate the fire-induced smoke movement in a three-dimensional room with an open door, numerical and experimental study was performed. The center, wall, and corner fire plumes for various sized fires were studied experimentally in a rectangular pool fire using methanol as a fuel. The numerical results from a self-developed SMEP (Smoke Movement Estimating Program) field model were compared with experimental results obtained in this and from literature. Comparisons of SMEP and experimental results have shown reasonable agreement. As the fire strength became larger for the center fires, the air mass flow rate in the door, average hot layer temperature, flame angle and mean flame height were observed to increase but the doorway-neutral-planeheight and the steady-state time were observed to decrease. Also as the wall effect became larger in room fires, the hot layer temperature, mean flame height, doorway-neutral-planeheight and steady-state time were observed to increase. In the egress point of view considering the smoke filling time and the early spread of plume in the room space, the results of the center fire appeared to be more dangerous as compared with the wall and the corner fire. Thus it is necessary to consider the wall effect as an important factor in designing efficient fire protection systems.