• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.111-117
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• 2016

본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.

• 한국안전학회지
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• 제32권4호
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• pp.16-21
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• 2017

The sprinkler system is a basic fire extinguishing system that uses water as an extinguishing agent. In order to evaluate the fire extinguishing performance of the sprinkler system, information such as the discharge angle, discharge speed, discharge pressure, flow rate, and water droplet size of the installed head are required. However, there is a lack of research on droplets size compared to other requirements. In this study, to evaluate the extinguishing characteristics of sprinkler system, the droplet size distribution was measured for various types of sprinkler heads actually used. The size of the droplet was measured using laser diffraction method. The 50% cumulative volume distribution ($D_{v50}$) according to discharge coefficient(K factor) was $540{\mu}m{\sim}695{\mu}m$ for K50, $542{\mu}m{\sim}1,192{\mu}m$ for K80, $980{\mu}m{\sim}1,223{\mu}m$ for K115 and $1,188{\mu}m{\sim}1,234{\mu}m$ for K202. Based on the measured results, the vaeiance of the droplet particle distribution and the distribution ($D_{v50}$) according to discharge coefficient(K factor) was $540{\mu}m{\sim}695{\mu}m$ for K50, $542{\mu}m{\sim}1,192{\mu}m$ for K80, $980{\mu}m{\sim}1,223{\mu}m$ for K115 and $1,188{\mu}m{\sim}1,234{\mu}m$ for K202. Based on the measured results, the vaeiance of the droplet particle distribution and the Rosin-Rammler index value are presented. As a result of the fire simulation with FDS, it was confirmed that the performance difference occurs according to the water droplet size distribution even when the same amount of water is used. Therefore, the extinguishing performance of the sprinkler system should be evaluated considering the droplet size distribution according to the sprinkler head type.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.98-108
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• 2019

연구목적:본 연구는 화재 시 샌드위치패널 구조 창고의 벽 천장접합부 방호를 위한 스프링클러 성능확인 실험을 목적으로 한다. 연구방법: 현장조사결과를 기반으로 창고의 공간규격과 가연물을 선정하고 벽 코너 및 헤드 직하부에서의 방호실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 연구결과:벽 코너 화재 시나리오에 대해서 K-80 폐쇄형 스프링클러헤드의 작동으로 샌드위치 패널의 착화 및 접합부 손상이 방지됨을 확인하였다. 결론:샌드위치패널 심재로의 착화 및 연소방지를 통한 화세제어로 이를 가정한 소방대의 소화 및 구조활동을 위한 표준진압대책이 마련되어야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.44-50
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• 2019

랙크식 창고 내에는 화재하중이 높은 물품이 수직으로 조밀하게 적재되어 있어 창고의 내부에서 화재가 발생되는 경우 현재의 스프링클러설비에 의해 유효하게 소화되기 어렵다. 이에 본 연구에서는 실물 규모의 랙크 구조물을 구축하고, 구조물 내부의 스프링클러헤드 종류 및 배치에 따른 화재실험을 통해 스프링클러설비에 의한 소화유효성을 확인하였다. 본 연구를 통하여 랙크식 창고의 내부의 화재를 유효하게 진압하기 위해서는 방수량 115 LPM 이상의 스프링클러헤드를 사용해야 하며, 동 스프링클러헤드를 높이 기준이 아닌 랙크 각 단마다 설치해야하고, 각 단의 가연물더미의 대각선 모서리 위치에 설치될 필요가 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.237-247
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• 2020

연구목적: 본 연구는 스프링클러설비 소화성능 향상을 위해 국내 NFSC 103 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준의 문제점을 검토하고 이의 개선방안을 도출함으로서 화재 시 국민의 생명과 재산 보호에 기여하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 국내 NFSC 103 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준의 문제점과 이의 개선방안을 도출하고자 소방선진국인 미국 화재방호협회(NFPA) 최신 스프링클러 설치기준인 2019년판 NFPA 13 의 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준을 국내 화재안전기준 NFSC 103과 비교 연구하였다. 연구결과: 국내 NFSC 103 살수장애 방지 기준은 살수장애 개념조차도 정의되어 있지 않고 있을 뿐만 아니라 측벽형 스프링클러 헤드 살수장애 기준 부재, "3배 이격" 기준의 "높이" 기준 부재 등 다수의 상세기준에서 많은 보완 및 개선이 필요함이 연구결과 확인되었다. 결론: 국내 NFSC 103 살수장애 방지 기준은 살수장애의 개념적 정의 도입, 측벽형 스프링클러 헤드 살수장애 방지기준 추가, 장애구조물 사용실태를 고려한 헤드 추가기준 마련, 장애물 "높이"를 고려한 "3배 이격" 거리 기준 보완, 살수패턴을 반영한 살수장애 방지기준 상세화 등 의 개선을 통하여 소방선진국과 동등 수준 이상으로의 화재안전기준 선진화를 도모하고 이를 통하여 스프링클러 설비의 소화성능에 대한 신뢰성을 증진시켜 나가야 한다.

• 한국안전학회지
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• 제5권3호
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• pp.51-55
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• 1990

This study describes the engineering approach adopted to investigate sprinkler head during the early stage of a fire when they are subjected to convective heating and low gas velocities. Comparions are made between the parameters derived using basic methods, ie. ramp test, for evaluating sprinkler parameters(time constant, response time index) is illustrated. Evidence is presented that the propotion of heat loss by conduction from a sprinkler element may very typically employed in the rate of rise test. This fact alone may justfy the precautionary need to perform a limited number of rate of rise tests to confirm a sprinklers capacity to function correctly in reasonably unfavourable yet realistic conditions. The work is aimed primarily at meeting the needs of sprinkler industry.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1319-1320
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• 2010

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.51-58
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• 2020

본 연구는 천장형 에어컨의 기류가 스프링클러 헤드의 작동에 미치는 영향을 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 분석한 내용이다. 시뮬레이션 공간은 10 m×7 m×3 m로, 화원의 크기는 0.8 m×0.8 m×0.6 m로 설정하였다. 에어컨에서 발생하는 찬 기류는 25℃로 설정하고 풍속을 10 ㎧, 8.5 ㎧, 7.5 ㎧의 3가지 CASE로 나누어 진행하였다. 시뮬레이션 결과 에어컨이 작동하지 않았을 때와 비교했을 때 모든 CASE에서 작동 지연이 발생하였으며 10 ㎧ 풍속의 경우는 10분경과시까지 스프링클러 헤드가 작동하지 않았다. 이와 같은 결과를 통해 에어컨이 작동하는 공간에서는 스프링클러 헤드가 작동하는 시간의 지연이 나타났음을 확인할 수 있었고 10 ㎧와 같은 강풍의 경우는 초기진화실패라는 최악의 결과를 예측할 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.606-611
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• 2015

초기 화재 진압을 위해 사용되는 스프링클러(sprinkler) 설비는 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수 분포가 달라진다. 화점의 발생 위치는 특정하기 어려우므로 스프링클러의 살수범위(spray coverage)가 넓게 퍼지는 형태가 되는 것이 확률적으로 가장 큰 효율성을 가진다. 본 연구에서는 EDISON_전산열유체 시스템의 다상유동 해석자를 활용하여 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수각과 국부 유동장을 분석하였다. 3차원 형상을 가지는 스프링클러헤드 형상을 2차원 단면으로 나누어 해석하였으며 프레임(frame)과 반사판(deflector)의 형상에 따른 유동장의 변화를 살펴보았고 살수각(spray angle)을 정량적으로 나타내었다. 최종적으로 최대 최소의 살수각을 갖는 2차원 스프링클러헤드를 형상화하였고 이를 중첩하여 살수 범위를 넓게 갖는 스프링클러헤드를 3차원 모델링하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.56-62
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• 2019

스프링클러는 방호구역에 설치된 감지기 또는 헤드가 화재를 감지하여 자동으로 화재를 진압하는 소화설비로 화재 초기에 뛰어난 소화효과가 있어 폭넓게 설치되고 있다. 하지만 국토교통부의 "건축물의 피난 방화구조 기준 등에 관한 규칙"에는 공장 또는 창고의 경우 스프링클러설비를 설치하면 방화구획을 3배까지 완화해 줄 수 있도록 그 근거를 제공하고 있다. 이에 본 연구에서는 스프링클러설비 설치로 방화구획을 완화한 실제 Printed Circuit Board (PCB) 공장 1개소를 대상으로 화재위험성을 분석하였고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 스프링클러설비의 헤드 개방 특성 및 스프링클러 설비의 설치기준, 감열성능, 작동범위, 방수량 등을 분석하였다. 또한 이를 통해 화재 시 스프링클러 설비 작동의 문제점을 확인하고, 제도 개선을 위한 요구 살수유량 등 근거를 제시하고자 한다.