본 연구에서는 인도네시아 조림지에서 생장한 4수종의 효율적 활용방안을 마련하기 위해 콘칼로리미터법에 의해 연소특성을 조사하였다. 그 결과, 평균열방출량($HRR_{mean}$)은 비중에 비례하였으며, 총열방출량(THR) 및 연소시간(FT) 등열관련 계수도 같은 경향을 나타냈다. Albizia는 열방출 시간이 짧았고, Mindi는 4수종 중 점화시간(TTI)과 연소시간(FT)이 길어져 4수종 중 연소속도가 늦었고, 열방출 시간도 가장 길게 이어져 결국은 Mangium 수종과 비슷한 총열방출률을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Albizia는 공시수종 중 가장 높은 비소화면적 값을 나타내어 연기발생비율이 높았고, 반대로 Mindi는 가장 낮은 비소화면적 값을 나타내 연기발생비율이 낮았다. 초기 연기방출률은 Albizia가 높았으나 이후에는 Gmelina와 Mangium 의 연기방출률이 높아져 총연기발생량이 높게 나타났다. Gmelina는 불완전연소로 인해 연소기간 중 가장 많은 일산화탄소 연기를 생성하였고, $CO/CO_2$ 비율은 다른 수종에 비해 3배 이상 높았다.
본 연구의 목적은 건축내장재의 발화시간과 열방출율을 예측하고자 한다. 반응표면방법론(RSM)과 문헌자료를 사용하여 건축내장제의 새로운 발화시간과 열방출율의 예측식을 제시하였다. 재료의 두께와 밀도에 의한 발화시간의 예측값과 문헌값의 A.A.P.E.는 4.35초, A.A.D.는 1.57초 그리고 상관계수는 0.987이였다. 버너의 폭과 열량에 의한 순열방출율의 예측값과 문헌값의 상관계수는 0.983이였으며, 버너의 폭과 열량에 의한 총열방출율의 예측값과 문헌값의 상관계수는 0.999였다. 또한 버너의 폭과 열량에 의한 최대 화염높이의 상관계수는 0.999로서, 제시한 예측식들에 의한 예측값은 문헌값과 일치하였다.
가연물의 열발생률에 근거한 설계화원은 성능위주설계의 화재안전성 평가에 매우 중요한 영향을 줄 수 있다. 그러나 현재 성능위주설계에서는 국내 가연물의 화재정보의 부족으로 인하여 제한된 외국 문헌정보가 추가 검증이 없이 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 성능위주설계의 신뢰성을 확보하기 위하여 다양한 주거 및 사무공간 가연물을 대상으로 열발생률 및 화재성장률에 관한 정보를 제공하는 것이다. 이를 위해 총 14가지의 단일 및 다수 가연물에 대한 화재실험이 수행되었다. 본 연구에서 고려된 가연물의 최대 열발생률은 36 kW~1,092 kW의 범위를 갖는 것으로 측정되었다. 화재성장률은 주거용 가연물이 $0.003kW/s^2{\sim}0.0287kW/s^2$이고, 사무용 가연물이 $0.003kW/s^2{\sim}0.0838kW/s^2$ 범위를 갖는다. 특히 소파는 최대 열발생률 및 화재성장률의 관점에서 가장 높은 화재 위험성을 갖는다. 마지막으로, 다양한 가연물들의 최대 열발생률과 노출 표면적의 상관관계 분석을 통해 공간 내의 최대 열발생률을 산출하는 방법론이 제안된다.
본 연구는 건축용 목재의 화재위험성에대하여 열방출 특성을 중심으로 조사하였다. 열방출 성질은 cone calorimeter (ISO 5660-1)를 이용하여 측정하였으며 4종의 목재를 사용하였다. 외부 열유속 $25kW/m^2$에서 연소시킨 후 측정된 착화시간은 35 s부터 55 s까지였다. 나왕(lauan)과 적송의 착화 시간은 각각 54 s, 55 s로 가장 지연된 값으로 얻어졌다. 최대열방출율은 $156.87{\sim}235.1kW/m^2$ 였고 화재초기의 위험성은 가문비나무가 가장 높았다. 삼나무의 평균유효연소열은 19.1 MJ/kg였고 시료들 중에서 가장 높게 나타났다. 화재성능지수(FPI)에 의한 목재의 화재위험성은 나왕($0.2468s{\cdot}m^2/kW$) < 적송($0.2339s{\cdot}m^2/kW$) < 가문비나무($0.2308s{\cdot}m^2/kW$) < 삼나무($0.2231s{\cdot}m^2/kW$) 순으로 높았고 화재성장지수(FGI)에 의한 목재의 화재위험성은 나왕($0.5088kW/m^2{\cdot}s$) < 적송($0.511kW/m^2{\cdot}s$) < 삼나무 ($2.8522kW/m^2{\cdot}s$) < 가문비나무($3.0662kW/m^2{\cdot}s$) 순으로 높았다. 그러므로 목재의 열방출 특성에 대한 화재위험성은 가문비나무와 삼나무가 높은 것으로 나타났다.
실온에서 베니어에 ammonium chloride, ammonium sulfate, monoammonium phosphate, 그리고 diammonium phosphate와 같은 암모늄염으로 도포하고, 도포된 베니어의 물리적 성질과 가연성을 조사하였다. 암모늄염로 처리된 베니어의 가연성을 평가하기 위해서, ISO 5660-1 표준에 따른 콘칼로리미터를 이용하여 베니어의 열방출율을 측정하였다. 암모늄염으로 도포된 베니어판은 미처리된 순수 베니어판에 비하여 가연성을 감소시켰다. 도포된 베니어의 flashover 가능성은 R. V. Petrella에 의한 분류 방법에 따라서 착화시간과 최대열방출율을 이용하여 시험하였다. 비중측정 결과 ammonium sulfate로 처리한 베니어의 비중만 미처리 베니어보다 더 높았다. 또한 암모늄염으로 도포된 베니어는 무처리된 순수 베니어보다 낮은 평형함수율을 보였다.
성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.
본 연구에서는 폐폴리에틸렌 (W-PE)/폐에틸렌비닐아세테이트공중합체 (W-EVA) 블렌드계에 무기계 및 인계 난연제 등을 첨가하여 난연폴리올레핀 발포체를 제조하고, 수지대비 난연제, 특히 무기계 난연제의 종류 및 함량 변화에 따른 발포 및 난연특성의 변화를 조사하였다. 그 결과 W-PE/W-EVA 블렌드계의 조성비가 50/50 (w/w)이고, 수지 대비 난연제의 함량이 220phr의 범위 내에서 가교반응을 쉽게 이룰 수 있을 것으로 생각되는 폐고분자재료를 사용함으로써 가교 및 발포가 효과적으로 이루어져 V-PE 난연 발포체와 비교해 비교적 균일한 독립기포를 갖고, 발포율이 오히려 증가 (100 % 이상)함을 알 수 있었으며, 난연특성 (limiting oxygen index; LOI, heat release rate; HRR, total heat release; THR, effective heat of combustion; EHC등) 또한 높음을 확인할 수 있었다. 그리고 난연제의 종류 및 함량이 발포 및 난연특성에 미치는 영향이 큼을, 그리고 무기계 난연제의 난연 및 연기발생억제 효과를 확인하였다. 무기계 난연제 중 수산화알루미늄은 LOI 상승에, 수산화마그네슘은 발포율 상승 및 HRR, COY를 낮추는 데 효과적임을 알 수 있었고, 수산화알루미늄과 수산화마그네슘을 동시에 사용했을 때 상호작용에 따른 시너지 효과로 난연성을 보다 향상시킴을 확인하였다.
In this study, we measured that fire characteristics of four wood species using indoor finish materials. Wooden specimens were treated with fire retardant chemicals such as diammonium phosphate and potassium carbonate. The wooden specimens are Larix kaempferi, Pinus koraiensis, Cryptomeria japonica, and Chamaecyparis obtusa, which are used for indoor finish. The heat release rate (HRR) values of fire retardant treated woods were confirmed lower than that of untreated woods. For specific details, the HRR values of vacuum impregnated specimens for Pinus koraiensis and Cryptomeria japonica were measured lower than coatings. However, those of Larix kaempferi and Chamaecyparis obtusa showed the opposite effect to it. Total heat release rate values of all wooden specimens, vacuum impregnated were lower than coated specimens.
인화점은 가연성 액체의 화재 위험성을 평가하기 위해 사용되는 중요한 특성치 중의 하나이다. 가연성 액체의 상대적인 화재 위험성을 나타낼 수 있는 특성치로서는 열방출속도(HRR), 최대열방출속도(PHRR), 발화지연시간(TTI),질량 감소율, CO및 $CO_2$발생량 등이 있다. 본 연구에서는 가연성 액체의 가연성 액체의 인화점과 화재 특성치와의 관계에 대해서 검토하였다. 이를 위하여 질량 감소율과 TTI를 측정하여 화재 특성치를 계산하였다. 그 결과, 가연성 액체의 인화점과 TTI와 관련된 화재 특성치가 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이 결과로부터 가연성 액체 화재의 상대적인 위험성을 평가할 수 있는 파라미터로 사용할 수 있었다.
A study on the standardization of design fire HRR(heat release rate) curve was conducted for various railcar from the fire simulation or the fire tests. These standard curves are listed on the tunnel fire safety manual which will be used for the QRA(quantitative risk analysis) process of the long railway tunnels. The design fire curve is based with four simple factor representing the key of fire curve characteristics. Flashover time, maximum HRR and burn out time are the key factors of the design fire curve. Specially total heat release is decided by the burnable material amount in the car.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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