• 한국안전학회지
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• 제35권5호
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• pp.22-29
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• 2020

In this study, combustion and smoke release characteristics of a non-class 1E cable for nuclear power plants were investigated according to aging period. The aging was reproduced through an accelerated aging method for interval of 10 years :10, 20, 30 and 40 year, which was applied the Arrhenius equation. The cable was subjected to accelerated aging. In order to understand combustion and smoke release characteristics, the cone calorimeter test was performed according to the standard code of KS F ISO 5660-1. Heat release rate, mass loss rate, average rate of heat emission and smoke production rate were examined through cone calorimeter test. Fire performance index, fire growth index and smoke factor were derived from test results for the comparison of quantitative fire risk. When comparing the fire performance index and the fire growth index, the early fire risk tends to decrease as aging progresses, which might be attributed from the fact that the volatile substances of cables were evaporated. However, when comparing the heat release rate, average rate of heat emission and mass loss rate, which represent the mid and late periods of the fire risk, the values of accelerated aging cables were much higher than those of non-aged cable, which signifies the unstable formation of the char layer resulted in the change in the performance of flame retardants. In addition, the results from the smoke characteristics show that the accelerated aging cables were lager than the non-aged cables in terms of overall fire risk. These results can be used as baseline data when assessing fire risk of cables and establishing fire safety code for nuclear power plants.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.349-356
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• 2020

ISO 9705 룸코너 시험을 통해 복합소재 고체 가연물의 화재발생시 발생되는 열방출률을 측정하고 화재성장율을 계산하여 Fire Dynamics Simulator (FDS)에서 제공하는 열방출률 예측 모델을 사용자가 시험을 통해 얻어진 질량 소모율을 직접 입력하고 점화원에 의해 가연물의 표면 온도가 점화 온도에 도달하게 되면 정해진 연료를 소모하게 됨으로써 열방출률이 계산되는 단순 모델 (Simple model)과 질량 소모율을 직접 계산하는 방식으로 고체 가연물의 온도를 계산하고 고체 가연물의 열분해율을 조절하여 직접 열방출률을 계산하는 열분해 모델 (Pyrolysis model)로 구분하고 각각의 열방출률 모델에 필요한 입력 인자를 적용하여 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 FDS 전산 해석을 수행하였다. 복합소재 고체 가연물로는 PU 폼과 PP, 철재로 대부분 구성되어있는 영화관 의자를 선정하였다. 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 각각의 열방출률 예측 모델을 해석한 결과, 밀폐된 구획에서 단순 모델을 통해 예측된 열방출률과 화재성장율이 열분해 모델을 이용하는 경우에 비해 다소 과예측되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제16권3호
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• pp.83-95
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• 2013

To understand natural regeneration and stand development after fire in mixed broadleaved-coniferous forests of Sikhote-Alin Mountains, ten sample plots of $50m{\times}50m$ size were established in 1975 and 1983 at the stands burned by wildfires in 1973 and 1982, respectively. And, the number of naturally regenerated seedlings were monitored in two $50m{\times}4m$ subplots in each plot. The most fire-sensitive conifer species is Abies nephrolepis, while Betula costata is the most fire-sensitive broadleaved tree species. The most fire-resistant species were Q. mongolica, T. taquetii and A. mono. The results of 20 and 30 years after the fire showed that pioneer tree species, e.g. Populus, Salix, and Betula, were regenerated immediately at the early stage of stand development and grew where there is a mono canopy layer with high density. On the other hand, the densities of successors, e.g. Pinus koraiensis, Picea jezoensis, Abies nephrolepis, Acer mono and Tilia taquetii, which were present in the study plots before the fire, increased gradually. Naturally regenerated tree species after forest fire by the growth rate were divided into three groups according to their annual height growth. The seral tree species (Betula costata, Betula platyphylla, Padus maackii, Populus tremula and Sarix caprea) belong to the first group and have the highest growth rate (from 40 to 96 cm per year). The late successional broad-leaved trees (Tilia taquetii, Acer mono and Quercus mongolica) belong to the second group and have intermediate annual height growth (from 3.7 to 13.5 cm per year). The late successional coniferous species (Picea jezoensis, Pinus koraiensis and Abies nephrolepis) form the third group and have the least annual height growth (from 1.4 to 3.5 cm per year).

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.26-35
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• 2016

스프링클러 설비는 화재 발생 시 화재를 초기에 제어 및 진압하는 설비로서 어떠한 화재 분위기에서도 스프링클러 헤드의 작동온도에서 정상적인 동작을 하여야 한다. 그러나 최근 화재성장속도가 느린 화재 발생 장소에서 일부 조기반응형 스프링클러 헤드가 정상적인 동작을 하지 않을 수 있다는 문제가 제기되고 있다. 이에 본 논문에서는 공동주택 침실규모의 모형실험 및 캐비넷형 버너를 이용하여 화재성장속도가 느린 조건을 형성하고 실제 현장에서 배관 내에 가해지는 최소압력인 0.2MPa 이상의 가압수를 공급하여 실험을 진행하였다. 실험결과 국내에서 사용되고 있는 과반수 이상의 플러쉬형 조기반응형 스프링클러 헤드에서 Cold Soldering 현상이 발생되면서 불완전하게 개방되는 것이 확인되었다. 이러한 현상은 화재 조기진압 및 제어에 실패하여 화재확산 및 인명피해의 원인이 될 수 있으므로 추가적인 연구를 통해 국내 형식승인 및 제품검사기준의 보완의 필요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.20-27
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• 2019

본 연구는 화재 시 열출력 급상승 구간에 대한 정확한 열방출율을 예측하기 위한 새로운 함수를 개발하여 제안하는 것을 목적으로 하였다. 현재 화재공학에서 사용되고 있는 'αt²' 곡선은 화재시스템 공학 관점에서 비효율적이며 실효성 저하를 초래하므로 열방출율의 예측오차를 최소화시킬 필요가 있다. 'αt²'과 비교하여 보다 논리적인 배경과 형태적으로 유사성을 가진 로지스틱 함수 이론을 기반으로 화재 급성장 구간은 물론 화재 초기 단계까지 적용 가능한 새로운 예측 함수를 개발하였다. 개발된 함수는 더 넓은 화재성장 구간에서 정확도 높은 예측결과를 갖는 것으로 본 연구에서 증명되었다. 이 연구결과는 향후 화재성장패턴 연구의 개발과 함께 화재공학의 발전을 위해 적용될 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.37-42
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• 2016

본 연구는 화재전파해석 모델을 이용하여 화재 위험성 평가에 적용되는 설계화재 구성의 적용가능성을 파악하고자 한다. 화재전파해석을 위해 열중량분석과 시편연소실험이 수행되었으며 실험에서 얻어진 물성을 FDS 열해리 모델에 적용하여 격자크기에 따른 화재해석을 수행하였다. 해석 결과 전체적인 화재성장특성은 실화재 실험결과와 큰 차이를 보였으나 초기 피크 발열량과 전체 방출 열에너지는 약 30% 이내에서 유사한 예측결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 화재성장율이나 최대발열량 도달시간 등과 같은 화재성장특성을 예측하는데 한계를 보였다. 그러나 지속적인 모델의 개선 및 재료 물성의 상세연구를 통해 설계화재시나리오 구성에 있어서 화재모델의 적용성이 있음을 보여준다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.206-212
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• 2009

Chemical behaviors of each surface material for interior facilities affect to fire initiation and growth in general fire situation. These chemical behaviors were characterized by thermal properties (Heat release rate, Pyrolysis rate, specific heat, etc) which could be derived from experimental test. Especially, Heat release rate which indicates aspect of fire size is one of the most important property to asses fire hazard and protection needs. The cone calorimeter test (ISO 5660) has recently assumed to a dominant role in bench scale fire testing to obtain the Heat release rate of materials. This value could be calculated by the 'Oxygen Consumption Method' under various producing irradiances to each surface of materials. In this study, Process of the cone calorimeter test was simulated by Pyrolysis model of FDS (Fire Dynamics Simulator by NIST) base on the ISO 5660 international standard. Then, we could estimate the simulation method of FDS in case of single materials through the comparative study with test results.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1571-1584
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• 2023

In this study, a numerical analysis was performed as part of an international joint research project to reproduce a real cable tray fire that occurred in the heater bay area of the turbine building of a nuclear power plant. A sensitivity analysis was performed on various input parameters to derive results consistent with the sprinkler activation time obtained from the fire event analysis. For all sensitive parameters, the normalized sprinkler activation time correlated well with the power function of the normalized sprinkler height. A correlation equation was developed to identify the sprinkler activation time at any location when determining the slope or fire growth rate under the conditions assuming a linear or t-squared heat release rate (HRR) time curve. Various cable fire growth assumptions were used to determine which assumption was better to provide the prediction coincident with the information given from the fire event analysis in terms of the sprinkler activation time and total energy generated from cables damaged by fire. In the comprehensive analysis of all the sensitive parameters, the standard deviation of the input parameters increased as the sprinkler height decreased. Within the range of the sensitivity parameter values given in this study, when considering all sprinkler heights, the standard deviation of the cable model change was the largest and that of the overhang position change was the smallest.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.39-44
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• 2010

현재 열방출률을 측정하는 데 사용되고 있는 콘칼로리미터 법은 일정한 복사도 값을 가지고 실험한다. 하지만, 실물화재 시 가연물은 연소할 때 동일하지 않은 열선속을 방출한다. 본 연구에서는 일정 크기를 갖는 실내를 대상으로 FDS를 사용하여 실내 열선속 변화에 따른 연소특성을 분석하여 실내화재 시 온도 변화를 계산하여, 콘칼로리미터의 콘 히터에 유동적인 열선속을 적용하여 복사도에 반영하였다. 결과로 화재 성장기(Growth period) 및 감쇠기(Decline period)와 같은 복사도의 변화에 따라 실물화재에 근거한 PMMA의 열방출률을 얻을 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.50-58
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• 2019

구획실 내 가연물들의 화재거동에 대한 B-RISK의 예측성능을 Fire dynamics simulator (FDS)와 연계하여 검토하였다. 먼저 열발생률(Heat release rate, HRR)에 대한 B-RISK의 예측성능을 검토하기 위해 가연물 한 세트의 실험에서 측정된 HRR 값과 디자인 화재곡선을 B-RISK의 입력조건으로 사용하여 가연물 두 세트에 대한 HRR 곡선을 계산하고 실험에서 측정된 가연물 두 세트의 HRR 값과 비교하였다. B-RISK 결과와 실험결과를 비교하여 B-RISK가 화재성장률에 대한 예측은 어렵지만 최대 HRR 값과 총 열발생량에 대해서는 충분히 예측할 수 있음을 확인하였다. 그리고 B-RISK 계산을 통해 예측된 HRR 값을 FDS의 입력조건으로 사용하여 계산된 결과와 실험결과를 비교하여 B-RISK 계산을 통해 예측된 HRR 값의 화재거동에 대해 검토하였다. 실험에서 측정된 온도 및 화학종 농도 결과와 비교하여 화재성장구간에 대해 차이가 있는 것을 확인하였지만 예측된 HRR 값에서 Percentile이 약 70%인 HRR 값을 사용하더라도 충분히 전체적인 화재거동을 예측할 수 있음을 확인하였다.