• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.277-283
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• 2020

본 연구는 건자재용 목재의 연기 유해성평가에 대하여 연기성능지수-II (SPI-II), 연기성장지수-II (SGI-II)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송을 사용하였다. 연기 특성은 시험편 목재에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 연기성능지수-II는 적송을 기준으로 1.31~2.15배 증가하였다. 연기성능지수-II에 의한 화재위험성은 가문비나무, 나왕, 삼나무, 적송의 순서로 증가하였다. 연기성장지수-II는 삼나무를 기준으로 1.18~2.55배 증가하였다. 연기성장지수-II에 의한 화재위험성은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송의 순서로 높아졌다. CO 평균농도는 59~133 ppm이었으며 이 결과는 미국직업안전위생관리국(occupational safety and health administration, OSHA)의 허용기준(permissible exposure limits, PEL)인 50 ppm 보다 높게 나타났다. 결론적으로 적송과 같이 휘발성 유기물질을 다랑 함유한 목재는 연기성능지수-II가 낮고, 연기성장지수-II가 높으므로 화재로 인한 연기유해성이 높은 것으로 이해된다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.197-204
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• 2021

본 연구는 건축용 자재인 목재 및 플라스틱의 연기 위험성 평가에 대하여 새로 고안된 연기성능지수-V (smoke performance index-V, SPI-V), 연기성장지수-V (smoke growth index-V, SGI-V), 연기위험성지수-VI (smoke risk index-VI, SRI-VI)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 가문비나무, 나왕, polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC)를 사용하였다. 연기 특성은 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 사용하여 시험편에 대하여 측정하였다. 연소반응 후 측정된 연기성능지수-V는 PMMA를 기준으로 1.0~3.4로 나타났다. 연기성능지수-V에 의한 연기위험성은 PC, 가문비나무, 나왕과 PMMA 순서로 증가하였다. 나왕과 PMMA는 유사한 값으로 나타났다. 연기성장지수-V는 PMMA를 기준으로 1.0~9.2로 나타났다. 연기성장지수-V에 의한 연기위험성은 PMMA, PC, 가문비나무, 나왕의 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크 발생속도는 0.0021~0.0067 g/s로 측정되었다. 결론적으로 연소가 용이한 물질은 연기성능지수-V가 낮고, 연기성장지수-V가 높기 때문에 화재로 인한 연기위험성이 높은 것으로 이해된다. 이는 총괄적으로 연기위험성지수-VI로 정리된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.1-10
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• 2020

본 연구는 건축 및 내구재용 목재인 편백 목재에 붕소/실리콘 졸 화합물을 처리한 후 화재위험성을 연기 유해성에 대하여 연기성능지수(SPI), 연기성장지수(SGI)와 연기강도(SI)를 중심으로 조사하였다. 화합물은 Tetraethoxyorthosilicate를 Boronic acid와 Boric acid 유도체와 반응시켜 합성하였다. 연기 특성은 편백목재에 대하여 Cone calorimeter (ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 화재강도는 50 kW/㎡의 외부 열 유속(External heat flux)으로 고정시켰다. 연소 반응 후 측정된 연기성능지수는 편백목재와 비교하여 13.4~126.7% 증가하였다. 연기성능지수에 의한 화재위험성은 편백목재, PBA/Si, IBBA/Si, BA/Si 순서로 감소하였다. 연기성장지수는 편백목재와 비교하여 12.0~57.5% 감소하였다. 연기성장지수에 의한 화재위험성은 편백목재, PBA/Si, IBBA/Si, BA/Si 순서로 낮아졌다. 연기강도에 의한 화재위험성은 3.2~57.8% 감소하였으며 편백목재, PBA/Si, IBBA/Si, BA/Si 순서로 낮아졌다. CO_peak 농도는 85~93 ppm였으며 공시편과 비교하여 37~43% 감소하였다. 화재위험성을 연기유해성에 대해 종합적으로 평가하면 편백목재, PBA/Si, IBBA/Si, BA/Si순서로 낮아졌다.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.373-380
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• 2022

본 연구에서는 화재 시 연기안전 등급 평가를 표준화하기 위해 Chung's equations 1, 2와 3을 확장하여 Chung's equations-V인 연기성능지수-V와 연기성장지수-V를 산정하였다. 5종류의 목재를 선별하여 ISO 5660-1의 규격에 의한 콘칼로리미터(cone calorimeter)법으로 연기지수들을 측정하였다. Chung's equation-VI에 따라 연기위험성지수-VI에 의한 연기위험성을 등급화 하였다. 연기위험성지수-VI는 PMMA(1) ≈ 단풍나무(1.01) < 물푸레나무(1.57) < 전나무(4.98) < 오동나무(46.15) < 적삼목(106.26)의 순서로 증가하였다. 단풍나무, 물푸레나무의 연기위험성이 가장 낮고, 오동나무, 적삼목이 가장 높은 것으로 예측되었다. 시험편 5종의 일산화탄소 평균생성속도는 0.0009~0.0024 g/s으로 나타났으며, 이들 목재는 기준 물질인 polymethyl methacrylate보다 불완전연소 물질임을 나타내었다. 선정된 목재들의 연기특성은 체적밀도가 높을수록 연기성능지수-V (SPI-V)이 증가하였고, 연기위험성지수-VI (SRI-VI)가 감소하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.16-27
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• 2019

실리콘 화합물인 Sodium silicate, 3-aminopropyltrimethoxysilane 졸, 3-(2-aminoethylamino) propylmethyl-dimethoxysilane 졸, 3-(2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane 졸로 표면 처리한 편백목재 시편의 연기 및 연소가스 발생에 대한 시험을 하였다. 실리콘 화합물 졸로 각각 편백목재 시험편에 붓으로 3회 칠하였다. 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 사용하여 연기 및 연소가스를 분석하였고 연기는 새로운 연기위험성 평가 방법을 적용하여 평가하였다. 실리콘 화합물로 처리한 목재시험편의 연기성능지수(SPI)는 편백목재보다 1.66~8.42배 증가하였고, 연기성장지수(SGI)는 11.8~88.2% 감소하였다. 연기강도(SI)는 편백목재보다 1.0~50.5% 감소되었고, 연기 및 화재 위험성이 낮아짐을 예측할 수 있었다. 실리콘화합물로 처리한 시험편의 세 번째 최대일산화탄소(CO_peak)농도는 공시편보다 22.5~33.3% 감소되었다. 그러나 미국직업안전위생관리국(OSHA) 허용기준(PEL)인 50 ppm보다 1.48~1.72배 높은 치명적인 독성을 발생시키는 것으로 측정되었다. 편백목재 자체는 일산화탄소 생성 농도가 높았지만 실리콘 화합물은 일산화탄소를 감소시키는 역할을 하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.69-75
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• 2019

본 연구에서는 5종의 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic, FRP), 폴리스티렌(Polystylene, PS), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC) 판을 콘칼로리미터(Cone calorimeter, ISO 5660)를 이용하여 연소성을 시험하였다. 그 결과 PVC판은 최대열방출률($HRR_{peak}$)이 $44.65kW/m^2$, 최대평균열방사율(MARHE)이 $30.97kW/m^2$로 가장 낮게 나타났고, PS판은 $HRR_{peak}$은 $773.44kW/m^2$, MARHE는 $399.14kW/m^2$으로 가장 높게 나타났다. 일산화탄소의 평균($CO_{mean}$) 발생량은 PC판과 PS판이 최대 3.88배로 가장 많이 발생하였고, 반대로 이산화탄소($CO_{2mean}$)의 평균 발생량은 PS판과 PP판이 최대 4.88배로 가장 많이 발생하였다. 또 PS판은 다른 플라스틱보다 연기성능지수(SPI)가 74.81%~95.99% 감소하였고, 연기성장지수(SGI)는 76%~300%, 연기강도(SI)는 917.73%~9607.57% 증가하여 연기위험성이 높다는 것을 알 수 있었다. 따라서 PS판은 열적 측면에서나 연기 측면 모두 연기로 인한 인명피해의 위험성이 가장 높았음을 알았다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.670-676
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• 2018

붕산, 5붕산암모늄, 붕산/5붕산암모늄 첨가제로 처리한 편백목재 시험편의 연소가스 발생에 관한 시험을 하였다. 15 wt%의 붕소 화합물 수용액으로 각각 편백목재 시험편에 붓으로 3회 칠하였다. 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 연소가스를 분석하였다. 그 결과, 붕소화합물로 처리한 시험편의 연기성능지수(SPI)는 공시편 보다 1.37~2.68배 증가하였고, 연기성장지수(SGI)는 29.4~52.9% 감소하였다. 그리고 붕소화합물로 처리된 시험편의 연기강도(SI)는 공시편보다 1.16~3.92배 감소되어 연기 및 화재 위험성이 낮아지는 것으로 예상된다. 또한 붕소화합물로 처리한 시험편의 최대일산화탄소($CO_{peak}$) 농도는 공시편보다 12.7~30.9% 감소되었다. 그러나 미국직업안전위생관리국(OSHA) 허용기준(PEL)보다 1.52~1.92배 높은 치명적인 독성을 발생하는 것으로 측정되었다. 붕소화합물은 일산화탄소를 감소시키는 역할을 하였으나 편백목재 자체의 일산화탄소의 생성 농도가 높기 때문에 감소효과에 대한 기대에 미치지 못하였다.