본 연구는 고체가연물의 초기 점화 및 화재성장과정에서의 발열량을 정량적으로 측정하고 가연물에 따른 화재성장특성 파악하고자 한다. 실험에 적용된 고체가연물은 단일/이중 목재크립, 단일/이중 쿠션, 카페트/목재크립이며 화재발달 단계에서 화재성장특성을 시간 제곱 화재성장 시나리오와 비교분석하고 고체가 연물의 화재성장 계수를 정량화 하였다. 고체가연물의 연소과정에서 소모되는 연료의 질량과 방출되는 총열에너지 개념을 이용하여 가연물의 평균 유효연소율을 평가하였으며 환기 및 화재조건의 영향을 분석하여 화재해석시 화재시나리오를 설정하는데 있어서 실질적인 정보를 제공하고자 한다.
The present study investigates the effect of fire growth model on fire development characteristics in a carriage. The parallel processing version of FDS code is used to simulate the fire driven flow in a carriage and two types of fire growth model which are flame spread model and t$^2$ model are examined for the same geometrical condition. The heat release rates(HRR) of both model are similar each other until 30 s after ignition, but the flame spread model predicts 5 times higher than those of the t$^2$ fire model during the quasi-steady fire period. Maximum heat release rate in the case of flame spread model reaches about to 12 MW at 100 s after fire ignition. Also, various database of fire properties for combustible materials and more elaborate combustion model considering the flame spreading phenomena are required for better predictions of fire development characteristics using numerical simulation.
In this study, we looked into the method to establish fire growth rate by buildings use for growing fire at the beginning of a fire considering the characteristics of the combustibles in a performance-based design. Actual conditions survey and literature review were carried out for the fire load and exposed surface area of combustibles to establish design fire by domestic building use. As a results, a simplified prediction equation of fire growth rate which depends on fire load and weight of combustibles could be derived by calculating the relation between the fire load and the fire growth rate of an initial fire through investigation of combustibles by domestic building use.Also, as a result of analyzing the placement of combustibles and location of the ignition source, it was found that the influence of the materials of the combustibles and the materials of the combustibles adjacent to the ignition source is big. Though 4 different experiments were carried out for the evaluation, the result of comparing the findings with those of FGR model showed that the fire growth rate was similarly derived.
The Fire growth rate(kW/s2) is significant impact on initial fire behavior in fire safety design of buildings. As a result of domestic existing combustibles, this study analyzed considering matters in techniques for calculating caloric values, and then made an investigation sheet. By utilizing written combustion sheets, the study could suggest a standard model at common houses and dense ones after getting caloric value information in dense ones. As a result, fire growth rate is experiment 1(0.01), experiment 2(0.0048), FDS(0.0072), MATSUYAMA equation(0.0144).
To predict and analyze the rolling stock's fire growth is considered not only important factor in estimating hazard analysis of rolling stock, but also a primary factor in aspect of a rail load facility. Because it's could be regarded as a ignition source in risk assesment for the facility i.e. tunnel and station. However, currently, standardized method to predict and analyze the fire growth has not been completed yet. it is due to the fact that fire growth is not only depended on thermal property of interior materials, but also is affected dominantly by various factors such as ignition source (characterized by location, duration, and intensity), train running condition and in/exterior ventilation condition. Especially, ventilation condition is one of the most effective factor to affect fire growth in compartment space as noticed by under-ventilation fire condition. In this study, the effect of each ventilation condition on fire growth and load were examined through the numerical method through FDS (Fire Dynamics Simulator).
밀폐된 구획실 화재에서 화원의 면적 및 위치, 화재성장률, 구획 체적의 변화가 열발생률을 포함한 주요 화재특성에 미치는 영향이 검토되었다. 이를 위해 닫힌 개구부가 적용된 ISO 9705 화재실을 대상으로 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 활용한 화재시뮬레이션이 수행되었다. 주요 결론으로서, 화원의 면적 및 위치의 변화는 최대 열발생률, 총 열량, 상층부의 최대 온도 및 화학종 농도를 포함한 구획 내의 열적 특성과 화학적 특성에 큰 영향을 주지 않음을 확인하였다. 그러나 화재성장률과 구획 체적의 증가는 최대 열발생률 및 총 열량의 증가를 가져오며, 한계산소농도의 감소 및 최대 CO 농도의 증가를 발생시킨다. 마지막으로 화재성장률과 구획 체적의 함수로 표현된 최대 열발생률의 상관식을 도출하여, 밀폐된 구획실 화재에 대한 화재성장곡선의 적용을 위한 방법론이 제안되었다.
국내 복합영상관의 단일 가연물을 대상으로 실물 화재실험이 수행되었으며, 측정된 열발생률(HRR)에 대한 디자인 화재곡선 방법(General 및 2-stage methods)에 따른 최대 HRR 및 화재성장률에 대한 정량적 차이가 검토되었다. 가연물의 용도 및 화재하중의 관점에서 대기공간과 영화상영관으로 구분되어, 총 12개의 가연물이 선정되었다. 주요 결과로서, 2-stage method 통해 산출된 최대 HRR 및 화재성장률은 General method의 결과와 정량적으로 큰 차이가 있음을 확인하였다. 초기 화재단계의 보다 정확한 화재성장률을 고려할 수 있는 2-stage method의 활용은 정확한 ASET과 RSET 뿐만 아니라 화재감지기 및 소화설비의 작동시간을 보다 정확히 예측하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.
To understand natural regeneration and stand development after fire in mixed broadleaved-coniferous forests of Sikhote-Alin Mountains, ten sample plots of $50m{\times}50m$ size were established in 1975 and 1983 at the stands burned by wildfires in 1973 and 1982, respectively. And, the number of naturally regenerated seedlings were monitored in two $50m{\times}4m$ subplots in each plot. The most fire-sensitive conifer species is Abies nephrolepis, while Betula costata is the most fire-sensitive broadleaved tree species. The most fire-resistant species were Q. mongolica, T. taquetii and A. mono. The results of 20 and 30 years after the fire showed that pioneer tree species, e.g. Populus, Salix, and Betula, were regenerated immediately at the early stage of stand development and grew where there is a mono canopy layer with high density. On the other hand, the densities of successors, e.g. Pinus koraiensis, Picea jezoensis, Abies nephrolepis, Acer mono and Tilia taquetii, which were present in the study plots before the fire, increased gradually. Naturally regenerated tree species after forest fire by the growth rate were divided into three groups according to their annual height growth. The seral tree species (Betula costata, Betula platyphylla, Padus maackii, Populus tremula and Sarix caprea) belong to the first group and have the highest growth rate (from 40 to 96 cm per year). The late successional broad-leaved trees (Tilia taquetii, Acer mono and Quercus mongolica) belong to the second group and have intermediate annual height growth (from 3.7 to 13.5 cm per year). The late successional coniferous species (Picea jezoensis, Pinus koraiensis and Abies nephrolepis) form the third group and have the least annual height growth (from 1.4 to 3.5 cm per year).
본 연구에서는 스프링클러 헤드의 해석모델을 통해 화재성장모드별 스프링클러 작동시 연층기류의 열유동조건을 파악하고자 한다. 화원은 최대발열량 3 MW의 시간제곱의 화재성장을 가정하였다. 시험대상 스프링클러헤드는 작동온도 65~105 ℃, RTI 25~171 m1/2s1/2 범위의 표준형과 조기반응형 8종을 대상으로 한다. 연층기류의 온도와 감열부의 온도차는 화재성장이 느리고 스프링클러 헤드의 RTI값이 작을수록 감소하는 경향을 보였다. 스프링클러 헤드 작동 순간의 연층 기류 온도와 속도조건은 전체적으로 시험기준의 범위와 비교적 잘 일치하고 있으나 저성장 화재에서는 최저시험기준 이하의 온도와 속도조건에서 작동이 이루어질 수 있음을 파악하였다. 본 연구는 스프링클러 헤드의 작동에 대한 기초연구로서 시험기준의 신뢰성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
본 연구는 건자재용 목재 및 플라스틱의 화재위험성 평가에 대하여 새로 고안된 화재성능지수-III (FPI-III), 화재성장지수-III (FGI-III), 화재위험성지수-IV (FRI-IV)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 삼나무, 적송, PMMA, PVC를 사용하였다. 화재 특성은 시험편에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 화재성능지수-III는 PMMA를 기준으로 1.0~15.0으로 나타났다. 화재성능지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, 적송, 삼나무, PMMA 순서로 증가하였다. 화재성장지수-III는 PMMA를 기준으로 0.5~3.3으로 나타났다. 화재성장지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, PMMA, 적송, 삼나무의 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크농도는 106~570 ppm으로 측정되었다. 결론적으로 체적밀도가 낮은 삼나무와 PMMA와 같이 휘발성 유기물질을 다량 함유한 재료는 화재성능지수-III가 낮고, 화재성장지수-III가 높으므로 화재로 인한 화재위험성이 높은 것으로 이해된다. 이는 화재위험성지수-IV와 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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