The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.
The sandwich panel is commonly used domestically because it's less costly and easier to handle. But fires have frequently occurred in buildings employing sandwich panels, such as the fires in Eecheon cold storage and in Gwangju Pyungdong industrial zone. Sandwich panels with steel plates on their surface prevent fire water from penetrating to the fire source, which makes it difficult to extinguish a fire in a timely manner. Toxic gas generated from some insulation material leads to serious loss of life and property. This study is intended to develop an extinguishing system for sandwich panels, thereby reducing the fire risk. Fire water and volume were determined in the wake of the study on the structure of a sandwich panel extinguishing system, and improvement and testing of the fire characteristics of the sandwich panel. Based on such study and test, a fire model test was conducted. Consequently, the sandwich panel with extinguishing system was proven to have a reduced fire risk, compared to traditional or fire retardant panels.
A series of experiments were conducted to study the effectiveness of the extinction of a liquid pool fire with two different water atomizing nozzles. Fire source is small-scale circular stainless steel pan of 120mm in diameter with the fuels of hexane and ethanol. K-type thermocouples were used to measure the flame and fuel temperature along the pool centerline and under fuel surface. A digital camera was used to visualize the process of the fire suppression. The experimental results show that water mist droplet size is $115{\sim}180{\mu}m$ with nozzle A and $130{\sim}190{\mu}m$ with nozzle B. The extinguishing time of pool fire was reduced with the increase of pressure. When water droplets are small, they do not reach the flame base since they may be deflected or evaporated by the fire plume. However, influence of flow rate is more important than droplet size on fire extinction. Among the fire extinction mechanisms, drop of flame temperature is superior to suffocation of O2 concentration.
Grenfell Tower was renovated in 2014 and 2016 at a high cost to replace the exterior materials, windows and co-heating facilities of the building. The exterior materials used during the repair work were sandwich panels filled with polyethylene and plastic, which were expanded on the aluminum metal surface. It is a product called Celotex RS 5000, a low-resolution but inexpensive repair material, and is currently an external material that cannot be used in high-rise buildings. Similar domestic fire cases began to focus social attention on the safety of high-rise buildings through the Busan Residential Complex Fire (2010), Uijeongbu Urban Living Housing Fire (2015), and Ulsan Residential Complex Fire (2020), and residents' safety concerns are increasing. In Korea, the occurrence and risk of similar fires are high, so setting up fire prevention measures through fire case investigation is considered the most basic measure in securing human safety. Therefore, the purpose of this study is to examine the status of fire damage caused by domestic and foreign eruptions, domestic and international research status and related regulations on external materials and windows starting from the Grenfell Tower fire in England.
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.
1997년 10월 21일에 발생한 지리산 국립공원의 산불 지역을 대상으로 토양 미생물의 분포 밀도 변화에 대해 연구하였다. 산불 발생 직후 표층, 지하 5cm, 10cm, 20cm, 30cm의 각 깊이에서 토양 미생물의 밀도를 조사하였다. 표층과 지하 5cm 깊이에 분포하는 세균의 밀도는 산불이 없었던 인근 지역의 $10^6$CFU/g soil 수준에 비해 $10^2$ CFU/g soil 수준으로 감소하였다. 방선균은 표층에서 완전히 소멸되었으며 지하 5cm 깊이에서는 대조구의 $10^6$CFU/g soil 수준에 비해 낮은 $10^3$ CFU/g soil 수준이었다. 곰팡이는 표층과 지하 5cm 깊이 모두에서 완전히 소멸된 것으로 나타났다. 그러나 지하 10cm 이상의 깊이에 분포하는 미생물들의 밀도는 전혀 감소되지 않았다. 또한 산불 발생 후 토양 미생물의 분포 회복 양상을 알아보기 위해 표층과 지하 5cm 깊이에서 경시적으로 밀도를 조사하였다. 산불 발생 2개월만에 미생물 밀도의 대부분은 크게 증가하여 산불이 없었던 인근 지역과 비슷하였으나토양 표층에 분포하는 방선균만은 산불 발생 4개월 후에도 여전히 대조구의 $10^6$ CFU/g soil 수준에 비해 낮은 $10^4$CFU/g soil 수준을 나타내었다.
In this paper, the behaviors of tunnel damaged by fire, the diagnostic techniques for evaluating tunnel stability are presented. Also two fireproof construction methods are recommended. Three tunnels damaged by fire were analyzed to evaluate the structural stability. From the these analyzed, it is recommended that surface checking, rebound number of concrete by Schmidt Hammer, and carbonation of concrete are essential to evaluate the engineering properties of concrete in tunnel structure damaged by fire. On the basis of case studies of tunnel fire collected by ITA, the change of concrete and steel strengths by fire are explained, and numerical analysis, which was performed on culvert and circle tunnel, shows that distribution of temperature in the tunnel is dependant upon tunnel shape. Two fireproof construction methods using panel and punching metal are introduced to protect the tunnel by fire.
A series of experiments were conducted to study the effectiveness of the extinction of a liquid pool fire with two different water atomizing nozzles. Fire source is a small-scale circular stainless steel pan of 120mm in diameter with the fuels of hexane and ethanol. K-type thermocouples were used to measure the flame and fuel temperature along the pool centerline and under fuel surface. A digital camera was used to visualize the process of the fire suppression. The experimental results show that water mist droplet size is l15∼180${\mu}{\textrm}{m}$ with nozzle A and 130∼190${\mu}{\textrm}{m}$ with nozzle B. The extinguishing time of pool fire was reduced with the increase of pressure. When water droplets are small, they do not reach the flame base since they may be deflected or evaporated by the fire plume. However, influence of flow rate is more important than droplet size on fire extinction. Among the fire extinction mechanisms, drop of flame temperature is superior to suffocation of $O_2$ concentration.
In this study, we carried out the emissions analysis of CO and $non-CO_2$ for the age-classes of various pine trees(Pinus koraiensis, Pinus densiflora, Pinus rigida Mill., Pinus thunbergii Parl.) to estimate of emission factors of the crown layer and surface layer in the forest fire. We used the thermal characteristic analyzer cone heater and NDIR analyzer in order to measure amount of emission. As a result, the major emissions of Pinus koraiensis were $CO_2$ and $CH_4$ and that of Pinus thunbergii Parl. was only CO. The major emissions of the most of pine trees were NO and $N_2O$. The $CO_2$ emission of Pinus thunbergii Parl. was the highest about as $7.26{\times}10^{-2}{\sim}1.63{\times}10^{-1}g$ and next came Pinus densiflora, Pinus koraiensis, Pinus rigida Mill.. And the CO emission of Pinus thunbergii Parl. was about $5.14{\times}10^{-3}{\sim}6.58{\times}10^{-3}g$ and followed by Pinus densiflora, Pinus koraiensis, Pinus rigida Mill.. The emissions of $CH_4$, NO, and $N_2O$ showed small differences between species and the emission of $CH_4$ was $8.37{\times}10^{-5}{\sim}2.55{\times}10^{-4}g$, and NO was $6.65{\times}10^{-5}{\sim}2.0{\times}10^{-4}g$ and $N_2O$ was $1.42{\times}10^{-4}{\sim}2.09{\times}10^{-3}g$ in all species. Particularly, the emission of Pinus thunbergii Parl. was the highest in all pine trees except $CH_4$.
본 연구에서는 Fuel bed를 이용한 실험을 통하여 지표화 확산에 의한 온도 분포, 화염 높이, 복사열, 확산속도 등을 측정하였다. 실험 변수로는 수종, 풍속 및 경사도 등을 사용하였다. 수종으로는 침엽수종인 소나무 낙엽과 활엽수종인 굴참나무 낙엽을 사용하였다. 풍속은 터널식 방 구조에서 간이풍속 장치를 이용하여 1 m/s, 3 m/s, 5 m/s 풍속을 조절하여 실험하였다. 경사도는 Fuel bed의 기울기를 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$로 변화시켜 가며 조절하였다. 온도 분포 및 확산속도를 측정하기 위하여 K-type 1.6 mm 열전대를 35개를 격자모양으로 배치하였다. 측정을 위하여 복사열량계를 사용하였으며 이외에도 비디오 카메라 및 열화상 카메라를 사용하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.