현재 배전반, 소규모 유류저장고 등은 법적 의무 대상 공간이 아니어서 화재시 초기소화 실패로 인해 큰 재산상의 피해를 겪고 있으며, 이러한 소공간 화재에 대응할 수 있는 적합한 소화장치의 제도적 뒷받침이 시급한 실정이다. 현재 소공간용 소화장치에 대한 KFI 인정기준은 제정되어 있는 상태지만 다양한 새로운 기술에 부합하지 못하고 있어 소공간 소화장치에 대한 세분화된 법적기준 마련이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내외적으로 큰 관심을 받고 있을 뿐만 아니라 현재 KFI 인정기준으로도 제정되어 있는 고체에어로졸 소화장치가 B,C급 배전반, 분전반 등의 소공간 화재에 미칠 수 있는 소화성능을 실험적으로 분석하고 고체에어로졸 소화장치의 소공간화재 적합성 여부를 고찰해보고자 한다.
수배전반, 반도체 설비장치가 있는 FAB, 그리고 철도 전원실에 설치된 신호 전원 공급장치 및 정류기 내부에 화재발생 위험성이 내제되어 있으나, 기기 내부에 소화 장치가 설치되어 있지 않아서, 화재발생시 기기소실에 따른 1차 피해뿐만 아니라, 2차 피해가 막대하다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 연구에서 제안하는 수배전반용 발화점감지 튜브 소화장치는 화재발생시 일정한 온도가 되면 튜브가 녹아 가스가 방출되면서 소화용기내의 소화약제가 방출되어 화재를 진압하는 장치로써 전력의 공급 없이도 화재의 감지 및 소화가 가능한 자동소화장치이다. 본 논문에서는 수배전반용 발화점 감지 튜브에 적합한 소화기를 개발하기 위해 소화기를 재설계 하였다.
기존의 범용적인 분말 소화기 또는 가스계 소화장치와는 달리, 특정 성분의 고체 물질이 연소할 때 발생하는 알칼리 금속염이 함유된 에어로졸 형태의 고농도 소화성분으로 화재를 진압하는 자동소화 장치를 개발하였다. 이 장치는 화재발생 시 자동으로 작동되며, 이때 방출되는 에어로졸은 입자 크기가 $1.0{\mu}g$ 이하로 매우 작아 우수한 소화성능을 나타내며, 또한 지구 환경에 영향을 미치는 유해성분을 포함하지 않는 환경 친화적인 차세대 자동소화장치이다.
설치의 법적규제가 없는 수배전반용 개별식 자동소화장치의 경우, 소화약제량 산정시 설계자마다 체적당 소요가스량, 개구부 면적, 개구면적당 가산량을 다르게 적용하여 같은 크기의 panel 인데도 소화약제량이 다르게 산정되는 경우가 있다. 따라서, 본 논문에서는 수배전반 및 전동기 기동반용 개별식 자동소화장치를 위한 청정소화약제량(HFC-227ea)을 산정하기 위해 NFPA, NFSC를 비교분석하여 최적의 소화약 제량 산정식을 도출하였다.
본 논문에서는 고체 추진제의 소화특성을 실험적으로 연구하는 방법에 대해 다루었다. 고체 추진제의 소화특성은 고체 추진기관의 TCO 시스템을 설계하는 기본 자료로 사용된다. 추진제의 소화특성을 정량적으로 밝히기 위해 이 현상에 대한 물리적 고찰을 통해 파라미터를 정의하고, 이를 획득 할 수 있는 실험장치를 설계하였다. 또한. 이 장치를 통해 HTBP 추진제의 연소시험을 진행하여 예비 데이터를 획득할 수 있었으며, 이를 분석하여 소화 특성에 관한 파라미터를 계산할 수 있었다.
선박 기관실의 고정식 소화장치로 사용되는 $CO_2 $ 소화장치의 소화효과에 영향을 미칠 수 있는 인자 중 분사노즐위치를 변화시켜 이산화탄소 소화제 전달특성에 대한 전산모이실험을 3차원 비정상상태로 수행하였다. 노즐위치에 따라 유동장과 $CO_2$ 소화제 농도장을 계산하였다 소화제 분사노즐을 공간의 천장 중앙에 매치 한 경우, 천장에 형성되는 대칭 천장 제트가 대칭면에서 서로 부딪혀 저농도 하향 유동을 발생시켜 분사주위에는 규정농도 이하의 농도분포를 형성시킨다. 벽의 모서리에서는 소화제질량전달이 촉진되는 경향으로 인해 농도곡선은 모서리 부근에서 피크를 나타낸다.
화재는 선박의 안전을 위협하는 가장 위험한 요소 중의 하나이므로, 선박에 설치되는 안전장치 중에서 소화 장치는 가장 중요한 안전장치라고 볼 수 있다. 선박에 탑재되는 고정식 소화 장치는 해상의 파랑에 따라 구조물의 안정성에 영향을 받는 구조이다. 특히 랙 부분은 이산화탄소용기를 고정시키는 부재로 소화 장치 중 기본적인 안전장치이다. 본 논문에서는 시뮬레이션기법을 활용하여 각 방향 별 선박모션 및 이산화탄소용기에서 분출되는 압력데이터를 적용하여 랙 유닛의 해석을 수행하였으며 이에 따른 소화 장치의 구조적 안전성을 평가하였다.
보일러실이나 세탁소, 또는 음식점과 다중이용업소의 주방에 주로 설치하는 자동확산소화장치는 화재발생 시 화염이나 열에 의해 자동으로 약제가 방출되어 화재를 진압하는 소화기구 중 하나이다. 이 소화장치는 공칭방호면적에 해당하는 소화능력을 가지고 있으므로 방호대상물이 이 범위를 벗어나 있으면 유효한 화재진압이 보장되지 않지만 현행 기준에는 바닥면적에 따른 설치갯수만 요구하고 있다. 따라서 방호대상물과의 이격거리에 따라 소화성능은 달라지게 되며 이에 대한 특성을 고찰하고자 천장높이가 2.5 m인 모형화재실에 본 소화장치를 설치하고 A급, B급 모형가연물과의 수평이격거리에 따른 소화실험을 실시하였다. 실험결과 일반가연물과 유류가연물을 모두 확실하게 소화할 수 있는 최대수평이격거리는 약 30 cm인 것으로 나타났다.
가스계 소화설비의 배관이 장거리 배관인 경우 소화약제 저장탱크의 선택밸브가 개방된 다음 소화약제가 화재지역에 방출될 때 까지 일정시간이 소요된다. 또한 소화약제 배관 내부의 공기와 소화약제가 함께 화재지역에 방출되어 소화약제 농도가 희석되므로 소화효과가 감소한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 소화약제 배관이 방화지역으로 연결되는 지점에서 대기로 연결되는 공기 방출배관과 방출장치를 설치하여 가스계 소화설비의 소화효과를 높일 수 있는 설비 개선방안을 마련하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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