• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 고체가연물의 초기 점화 및 화재성장과정에서의 발열량을 대형화재발열량계(large scale fire calorimeter)를 이용하여 정량적으로 측정하고 화재발생 초기에 화재성장특성 파악하고자 한다. 실험에 적용된 고체가연물 화재는 단일/이중 목재화재, 폴리프로필렌 소재의 쿠션화재, 목재 및 폴리프로필렌 소재의 카페트 화재이며 화재발달 단계에서의 화재성장특성을 시간 제곱 화재성장 시나리오와 비교분석하고 고체 기본가연물의 화재성장과정을 이해한다. 구획조건이 화재발열량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 자유연소상태와 ISO-9705 화재실 내부에서 화재실험이 수행되었으며 화재성장특성과 최대발열량등을 비교하였다. 본 연구는 설계화재와 화재시나리오를 설정하는데 있어서 고체가연물의 발열량 데이터 및 화재성장에 대한 정보를 제공하고 공간조건에 따른 발열량 측정데이터의 신뢰성 분석을 위한 기초연구로 활용될 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.62-68
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• 2011

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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.129-132
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• 2012

본 연구는 건축물의 초기화재성상의 주요인자인 화재성장율 예측을 위하여, 일본 송산(松山)모델을 사용하여 예측값을 도출한 결과, 화재성장율은 $0.0144t^2$로 나타났다. 또한 이를 실규모실험(ISO-9705)와 FDS 해석값과 비교한 결과, $Q_{peak}$을 고려한다면 신뢰할 수 있다고 판단 할 수 있지만 약100초 이상의 결과에서는 환기인자 등에 관한 변수에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.190-190
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• 2011

사회 다변화 및 급속한 경제성장과 도시밀집화로 인하여, 화재의 발생으로 인하여 막대한 인명피해 및 대규모의 재산상의 피해가 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 화재의 피해를 예측하기 위해서는 실제 규모의 화재실험이 매우 유용하지만, 막대한 비용과 현실적 제약조건으로 인하여 실제 실험에는 많은 어려움이 따른다. 따라서 막대한 예산이 소요되는 실제규모의 화재실험의 대체방법으로 실제를 모사하는 축소모형 화재모의실험 및 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션 기법이 널리 이용되고 있다. 본 논문에서는 범용 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션 기법(CFAST)을 이용하여 수직 공간 구성을 가지는 단독주택의 화재 성상을 검토하였다. 시뮬레이션 모델로는 단독주택을 대상건물로 하여 2층으로 수직 공간을 가지는 단독주택 건물에 대한 모의 화재 시뮬레이션을 수행 하였다. 화재 시뮬레이션 결과는 각 구획실별 온도, 일산화탄소량, 공기 중 산소량 등을 도출하여 기존 이론에 의한 화재성장 그래프와 시뮬레이션 데이터를 비교하여 정확도를 검토하였다. 본 논문에서는 두가지의 시나리오를 작성하여 화재 시뮬레이션 프로그램의 결과 값을 분석하였다. (1) 시나리오 1 : 화재시뮬레이션 대상건물 1층 거실(2번방)에서 스프링클러 미 설치시 화재가 발생한 경우를 가정하여 수평방향인 3번방과 수직방향인 7번방의 화재 확산 피해정도를 살펴보고, 화재 그래프의 이론값과 실험값의 차이를 비교하여 그 정합성을 검토하였다. 발화물질은 Curtain, TV set, Sofa, Table으로 하며 시간은 60초 간격으로 총 3600초(1시간)를 분석 하였고, 발화지점의 온도, 일산화탄소, 공기중 산소 농도를 분석하였다. (2) 시나리오 2 : 시나리오 1과 동일한 화재발현 조건으로 스프링클러가 설치되어 있을 때 화재 발생 했을 경우, 수평방향인 3번방과 수직방향인 7번방의 화재 확산 피해를 시나리오 1과 비교 검토 하였다. 기존 이론에 의한 화재 성장 그래프와 이번 시뮬레이션 결과값을 토대로 만든 그래프 형태를 비교해보면 두 그래프의 형태가 비슷한 형태를 나타내어 Flash Over 현상과 Back Draft 현상이 이론값과 같은 경향을 나타내고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서, 본 논문에서 수행한 화재 시뮬레이션 기법으로 건축물의 실제 화재시의 피해정도를 예측하는 데 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.325-329
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• 2011

오늘날 대부분의 화재조사의 기본 원칙은 숫자를 찾는 데 목적이 있고, 화재의 중요한 양상을 묘사할 수 있는 물리학적으로 정확한 경험식과 하나의 모델로 바꾸는 데 가치를 두고 있다. 화재는 일반적으로 화재 초기에 발생하는 열이 상호작용 과정에 의해 성장하며, 이 간단한 과정이 화재 성장률을 결정하며, 그 예측을 어렵게 한다. 그러므로 화재성장에서 대부분의 모델은 경험으로부터 정해지게 되는데, 그 모델은 매우 제한적이다. 콘칼로리미터는 특별히 노출된 부분에서 중요한 재료 특성의 변화 수치를 얻을 수 있으며, 측정기준은 발화, 질량손실률, 열 발생률, 연기 발생률, 가스 분석 등이며, 이 모든 측정은 테스트의 시작에서 끝날 때까지 실행되며, 이는 발화 전, 발화 후를 모두 포함한다. 국내외 콘칼로리미터의 연구를 비교, 분석하여 화재안전 데이터베이스 구축에 활용되는 콘 칼로리미터의 중요성 평가를 본 연구의 목적으로 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.19-27
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• 2017

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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.180-181
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• 2013

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.279-283
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• 2010

본 연구에서는 화재시 대규모 피해가 우려되는 승용차 밀집 공간을 가정하여 인접한 승용차로의 화재 전파 특성을 파악하기 위한 실물화재 실험을 실시하였다. 실험은 인접한 두 대의 승용차중 한 대의 차량에 화재를 발생시켜 화재가 성장되고 전파되는 과정을 분석하였으며, 산소소모율법을 적용한 발열량 측정이 동시에 이루어 졌다. 측정 결과 최대 열방출율은 약 9MW로 측정되어 선행된 승용차 한 대의 측정 발열량보다 약 2.5배이상 높은 범위의 값으로 평가되었다. 특히, 인접된 승용차로의 전파는 화재 발생후 약 3분 30초 경과후 창문으로 출화된 화염에 의하여 옆 차량에 화재가 전파되기 시작하였으며, 15분 경과후 완전히 화재가 전이되어 발달되었다. 따라서, 밀폐된 주차장에서의 화재시 발생초기에 가연 공간에서 화재가 진화가 이루어지지 않으면 약 3분 내에 다른 차량으로의 화재 전파가 우려 되며, 이후 급격한 피해를 줄 수 있는 상태로 화재가 성장하기 때문에 신속한 초기 대응이 필요함을 확인하였다. 이러한 실물화재실험에서 얻어낸 결과는 향후 여러 수치해석의 입력 조건으로 활용이 가능할 것이며, 화재 안전 설비 계획에 기본 자료로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.45-51
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• 2020

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 m^1/2s^1/2 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.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.189-189
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• 2011

최근 공동주택은 보편적인 도시주거 유형으로 자리매김 하고 있지만, 성장 위주의 경제 산업 정책에 따른 안전의식미약, 사회구조개편에 따른 급격한 증가, 생활환경 변화와 에너지 사용 증가 등 화재 유발인자의 다양화로 인해 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 다른 건물들과는 달리 공동주택의 거주자가 유아, 노인, 신체장애자 등 다양한 인적 구성의 형태로 이루어져 있어서 화재 발생 건수에 비해 인명피해가 월등히 높은 편이다. 공동주택에서의 화재에 대한 위험성을 인식하고, 그에 대한 인적 물적 피해를 최소화하기 위한 대책 마련이 시급하다. 본 논문은 CFAST(Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport)를 사용하여 공동주택을 대상으로 실물 화재 실험을 실시하고 공간화재에서의 화재 성상을 파악하여 화재 시 개구부의 개폐 여부에 따라 발생되는 산소와 이산화탄소의 농도와 온도가 인체에 미치는 영향에 대해 알아본다. 개구부를 개방 했을 경우에 외부창문의 개폐 여부에 상관없이 모든 방의 온도 분포가 뚜렷하게 나타났지만 개구부를 폐쇄 할 경우에는 발화지점인 거실의 온도 분포만 나타났다. Flashover현상과 Back Draft현상은 개구부의 개폐여부에 상관없이 외부 창문을 폐쇄 했을 경우에 나타났지만 특히 모든 개구부와 외부창문을 폐쇄 했을 경우에 더욱 뚜렷하게 나타났다. 각 실은 점화 후 4분경에 최고 온도를 보였으며 다른 방에 비해 발화지점인 거실의 온도가 가장 높게 나타났다. 온도에 의해서는 두 가지 영향이 일어날 수 있는데, 하나는 비교적 장시간에 걸쳐 발생하는 열응력이고, 다른 하나는 짧은 시간에 발생할 수 있는 화상이다. 만약 피부온도가 $45^{\circ}C$에 이르면 인체는 고통을 느끼게 되며, 이보다 더 높은 온도에서는 깊은 피부조직까지 손상을 줄 수 있다. 움직이지 않는 사람에 대한 고통 유발 임계온도는 약 $200^{\circ}C$이며, 인체는 땀의 발산으로 온도에 대한 내성이 증가하지만 이체가 장시간 열을 받으면 사망에 이를 수 있다. 결론적으로 공동 주택을 대상으로 CFAST를 이용해 분석한 결과 플래쉬오버 현상으로 인해 화재가 성장하여 급격히 온도가 상승하다가, 산소 부족으로 인해 화재가 성장하지 않고 온도가 떨어지는 것을 알 수 있다. 화재 시 온도, 산소, 이산화탄소를 고려하였을 때 약 3분 이내에 대피해야 온도 및 가스로 인한 피해를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.