• 한국가스학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.27-37
• /
• 2022

최근 ESS(전기저장장치)의 보급이 늘어나면서 ESS에 의한 지속적인 화재발생으로 인명 및 재산의 피해 또한 급증하고 있다. ESS에 활용되는 우레탄 샌드위치 패널에 제조에 있어 난연 성능의 향상이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 구현하고자 제품의 물성을 변화시키는 이소시아네이트 관능기 파라미터의 변화로 인한 제품의 조직 치밀도가 화재성능에 미치는 영향을 연구하였다. 우레탄 조직의 치밀도를 변화시켜가며 제품을 제작하여 연소성능 시험, 가스유해성 시험, 연기밀도 시험을 진행하였다. 그 결과 총 방출열량은 이소시아네이트 관능기 그룹이 높은 경우 성능이 우수하고, 최대 열 방출율과는 상관이 없는 것을 확인하였다. 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.7이상에서 형상의 붕괴를 방지할 수 있었다. 가스유해성 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹이 상대적으로 높아 조직이 치밀하면서 탄화 막 형성이 용이한 Char시스템용 난연제가 추가적으로 투입되어야 성능이 상승하였고, 연기밀도 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.75이상에서 성능이 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과로 기존에 사용되던 저렴한 우레탄 샌드위치 패널을 대체할 난연제 개발에 기반을 마련할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.52-60
• /
• 2017

NUREG-1934에서 제시된 원자력발전소 주제어실의 케비닛 화재를 대상으로 운전원의 거주성을 평가하기 위하여 수치해석이 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 대표적인 화재모델인 FDS가 사용되었다. 운전원의 거주성을 결정하는 기준으로서 복사 열유속, 상층부 온도, 연층높이 및 연기의 광학밀도뿐만 아니라, CO 등과 같은 독성물질의 농도가 포함되었다. 주요 결과로서, 화재모델의 확인 및 검증(V&V) 기반의 주요 입력인자 민감도 및 모델 불확실도 분석을 통해 다양한 화재시나리오에 대하여 거주성 기준의 초과 확률 및 거주 가능시간이 산출되었다. 최대 열방출률, CO 및 Soot yields의 민감도 분석을 통해, 거주시간 뿐만 아니라 거주성을 결정하는 한계기준의 변화가 발생됨을 확인하였다. 이러한 방법론은 불확실한 케비닛 화재정보를 이용한 주제어실의 거주성 평가의 신뢰성 강화를 위한 현실적인 대안이라 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.23-32
• /
• 2017

폼블럭은 셀프 인테리어 용품으로 새롭게 유행하고 있는 건축마감재로 폴리에틸렌을 주성분으로 하여 제조되고 있어 화재에 취약할 것으로 판단된다. 시중에 판매되고 있는 폼블럭 2종(일반, 난연)을 KS F ISO 5660-1(연소성능시험)의 기준에 따라 화재시 발생되는 연소특성을 파악하였다. 또한 적외선분광계(FTIR)를 이용하여 시편의 연소로 발생하는 가스중 대표적 독성가스를 측정한 후 기존의 독성모델에 적용하였다. 콘칼로리미터 시험 결과 2종의 시편 모두 복사열 차단장치를 제거하자마자 인화 및 불꽃연소가 시작되어, 화재시 화염의 급속한 전파 요인이 될 수 있음을 확인하였으며, 적외선분광계를 통한 연소가스 분석 결과, 일반적인 연소가스인 이산화탄소와 일산화탄소뿐만 아니라 인체에 심각한 위해를 주는 아크롤레인, 암모니아 및 시안화수소 등이 다량 검출되었다. 본 연구를 통해 폼블럭 제품은 착화성과 발열량이 높으며 유해가스가 다량 방출될 수 있음을 실험을 통해 확인하였다. 따라서 폼불럭 사용에 따른 재료의 연소특성, 즉 착화성 저감, 최대 열방출률 제한 및 주요 유해가스의 농도를 제한하는 기준마련도 시급히 요구된다.

• 폴리머
• /
• 제26권2호
• /
• pp.260-269
• /
• 2002

본 연구에서는 범용 열가소성수지인 폴리프로필렌에 다양한 입자 강화제로 무기질 폐기 제올라이트, 탈크, 탄산칼슘 등을 첨가하여 소재를 복합재료화 하였다. 또한 입자 사이즈에 따른 열안정성과 입자 강화제에 따른 난연 특성을 확인하였다. 본 연구에서는 입도 분석 결과 폐기 제올라이트가 85.34 $mu extrm{m}$, 탄산칼슘이 33.93 $mu extrm{m}$, 탈크가 18.51 $mu extrm{m}$의 평균 입자 크기를 가지고 있는 것을 확인하였다. 난연성 측정으로 산소지수(LOI, ASTM D2863)와 콘 칼로리미터 (ASTM E1354 ISO 5660)를 사용하였으며, 열 안정성 측정으로는 TGA를 사용하였다. 입자 강화제와 난연제 DBDPO를 사용한 결과 최대 열 방출 속도(M-HRR)는 탈크>탄산칼슘>폐기 제올라이트 순으로 감소됨을 확인하였다. 콘 칼로리미터 실험 결과, 난연제 DBDPO만 혼합하였을 경우보다 입자 강화제를 첨가 혼합하였을 경우가 난연 효율이 대략 2배 정도 향상됨을 확인하였다. 또한 산소지수 결과도 콘 칼로리미터와 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 광학현미경(OM)과 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 입자 강화된 복합재료의 연소되는 과정의 단면을 연소 단계별로 관찰함으로써 연소 표면에서의 입자 강화제의 배열 양상 및 산소 공급의 특성 등을 연구하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.359-367
• /
• 2008

마이크로파 센서로부터 산출된 물리량과 태풍강도와의 관련성을 2004년 6월에서 9월까지 관측된 태풍과 TRMM TMI 자료를 이용하여 조사하였다. TMI 관측으로부터 산출된 85 GHz 밝기온도(TB), 편광보정온도(PCT), 총 수증기량, 얼음, 강우강도, 잠열방출량은 RMSC-Tokyo의 태풍 best-track 데이터베이스의 최대 풍속으로 정의된 태풍강도와 상관분석을 실시하였다 TB와 태풍강도의 최대 상관계수는 태풍 중심으로부터 반경 2.5도 공간평균을 하였을 때 $-0.2{\sim}-0.4$를 나타냈다. 총 수증기량, 강우강도, 잠열방출량과 태풍강도와의 상관계수는 $0.2{\sim}0.4$를 보였다. 태풍 강도 크기에 따른 상관계수 분포는 태풍 발달의 초기 단계에서는 열대성 저기압 중심으로부터 반경 $1.0{\sim}1.5$도 공간 평균을 하였을 때 최대값을 보였으나 태풍이 가장 크게 발달하였을 때는 태풍 중심에서 반경 0.5도의 공간 평균을 하였을 때 최대 상관성이 나타났다. 최대 상관계수를 나타낸 변수와 공간 규모는 회귀분석으로부터 태풍을 강도를 산출할 수 있으며 태풍 Rusa(2002)와 Maemi(2003)에 적용하였다. 태풍 강도의 오차는 태풍 강도 크기를 고려한 85GHz TB와 총 수증기량의 다중 회귀에서 최소를 보였다. 본 연구는 마이크로파 위성 관측의 TB와 총 수중기량으로부터 태풍 강도 산출에 기여할 수 있음을 지시한다.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2008

이산화탄소는 다른 어떤 가스계 소화약제보다도 화재를 안전하게 진압하는 소화약제로서 다양한 방호구역과 화재에 대하여 널리 사용되고 있다. 성능위주설계 개념에 따라 이산화탄소 소화설비는 설계 단계에서 해당 방호구역의 발생 가능한 화재시나리오에 따라 소화성능을 확인할 필요가 있다. 본 연구에서는 $100m^3$의 체적을 갖는 기계실의 석유 유출(설계)화재시 개구부의 크기가 $CO_2$ 소화설비의 소화성능과 유동장의 유동특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 소화완료 시간은 개구부의 면적 크기에 비례하여 증가하였고, 3가지 화재모델의 소화완료 시간 모두 $CO_2$ 소화설비의 성능기준에 부합하였다. 개구부의 질량 유동율은 화재 열방출과 $CO_2$ 소화약제 분사의 복합적인 작용에 의해 영향을 받았다. $CO_2$ 소화약제 분사 완료 후 방호구역의 산소농도는 화재모델 모두 연소한계산소농도 보다 적었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.28-36
• /
• 2017

본 논문에서는 공연장 무대 화재 시 객석으로의 연기 확산에 방화막 및 강제 배연구가 미치는 영향에 대하여 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하여 연구를 수행하였다. 폭 31 m, 깊이 34 m, 높이 32 m의 무대에 대하여, 10 MW의 열방출률과 화재성장속도가 fast인 화재를 적용하였다. 강제 배출량은 화재안전기준과 기존 연구를 토대로 설정하였으며, 방화막과 프로시니움 (Proscenium) 벽 사이 간격은 0 m, 0.5 m인 경우를 대상으로 하였다. 방화막과 프로시니움 벽이 완벽하게 밀착되어 있는 경우, 강제 배연구와는 상관없이 객석으로의 연기 확산은 일어나지 않았다. 방화막과 프로시니움 벽 사이의 간격이 0.5 m인 경우, 방화막이 없는 경우에 비해 무대 공간 내에서 연기층이 더욱 낮은 높이까지 하강하였으며, 이는 방화막에 의해 객석으로의 연기 확산이 방해받았기 때문이다. 한편, 동일한 방화막 조건에서, 강제 배연구가 있는 경우가 없는 경우에 비해 방화막과 프로시니움 벽 사이 간격을 통한 유출 질량유량이 작았다. 본 연구를 통하여 방화막과 강제 배연구가 공연장 무대 화재 시 객석으로의 연기 확산을 억제할 수 있는 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

본 연구에서는 나일론, 폴리프로필렌, PTT(poly(trimethylene terephthalate)), 양모(wool), 그리고 나일론/양모로 이루어진 5 종류의 카페트에 대한 연소거동을 열류량 $50kWm^2$의 콘 칼로리미터를 이용하여 평가하였으며, 가스유해성 평가는 KS F 2271의 시험방법에 따라 평가하였다. 콘 칼로리미터 실험결과 나일론 카페트는 쉽게 불이 붙는 것을 알 수 있었다. 점화 정도 혹은 초기 가연성은 나일론/양모로 이루어진 카페트가 가장 높은 값을 나타냈다. 불의 세기인 열방출량은 폴리프로필렌 카페트가 가장 큰 것으로 나타났다. 나일론 카페트가 가장 높은 연기 발생량을 보인 반면, 나일론/양모로 이루어진 카페트는 가장 낮은 가스 발생량을 나타냈다. 질량 감소율은 나일론/양모 >양모 >나일론 >폴리프로필렌 >PTT 카페트 순으로 나타났다. 연소 시 발생하는 유해성 가스인 일산화탄소의 경우 PTT에서 가장 많은 발생량을 보였으며, 나일론과 양모로 이루어진 카페트에서 가장 적은 양이 발생됐다. 이산화탄소의 발생량은 폴리프로필렌이 가장 높았으며, 나일론/양모 카페트에서 가장 낮은 값을 나타냈다. 쥐의 행동정지시간을 통해 살펴 본 결과 카페트류의 가스유해성은 PTT 카페트가 가장 해로운 것으로 나타났다.

• 청정기술
• /
• 제27권1호
• /
• pp.93-103
• /
• 2021

기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.