• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.66-71
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• 2020

리튬-이온 배터리를 폐기하는 방법으로 흔히 사용되고 있는 염수를 이용한 방전 방법은 자칫 화재로 이어질 개연성이 있음에도 불구하고 배터리의 염수 방전 과정의 화재 위험성에 대한 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 리튬-이온 배터리 중 휴대폰 배터리를 대상으로 하여 염수에 배터리를 담가 방전 시킬 때 방전특성과 발열에 의한 화재 발생 가능성을 확인하고자 염수농도와 배터리의 개수를 변화시킨 여러 조건에서 실험을 수행하였다. 각 조건에서 방전전압 및 배터리의 발열온도를 측정하여 방전 과정 및 발열에 의한 화재 위험성을 예측하였다. 실험 결과로는, 염수농도가 높을수록 휴대폰 배터리의 방전이 더 잘 되었으며, 발열온도 또한 높게 측정 되었고, 염수에 침수된 배터리 1개의 발열온도보다 중첩된 배터리의 발열온도가 더 높게 측정되었다. 또한, 배터리의 가장 높은 발열이 발생하는 부분은 (+),(-)전극에서 발생하는 것을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.27-33
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• 2004

화학물질의 최소자연발화온도의 정확한 지식은 산업화재를 예방하고 제어하는데 중요하다. 최소자연발화온도(AIT)는 화염이나, 스파크 없이 주위로부터 충분한 에너지를 받아서 스스로 점화할 수 있는 최저온도를 말한다. AIT는 실험 개시온도, 압력, 농도, 용기의 크기, 양론혼합비, 촉매, 증기의 농도, 발화지연시간 등 많은 인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 1994년에 제작된 ASTM E659-78 장치를 이용하여 산류(Acids) 발화지연시간과 AIT관계를 측정하였고, 실험에서 얻은 자료는 본 연구에서 제시한 예측 모델과 적은 오차 범위에서 일치하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.31-39
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• 2013

원자력발전소의 강제 환기가 적용된 밀폐된 다중구획에서 실규모 pool 화재를 모사하기 위하여 FDS가 적용되었다. FDS의예측성능은 수치결과와 OECD/NEA 화재실증실험 국제공동연구 프로젝트(PRISME)를통해 얻어진 실험결과의비교를 통해 평가되었다. 단순한 연소모델의 적용으로 발생되는 FDS의 본질적인 한계를 제외하고 FDS 수행과정에서 발생된 사용자 의존성에 따른 FDS의 예측결과 차이를 명확히 확인하기 위하여, 과환기 화재조건이 본 연구에서 검토되었다. 특히 강제 환기시스템에서 정확한 경계조건의 중요성이 상세하게 논의되었다. 급기 및 배기를 위한 환기구의 경계조건은 구획 내부의 열 및 화학적특성에 큰 영향을 주고 있음을 FDS 결과를 통해 알 수 있었으며, 정확한 경계조건이 부여된 FDS는 원전 타입의 다중 구획 내부의 온도, 열유속 및 화학종 농도를 정량적으로 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1581-1586
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• 2016

본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측이 가능한 관제 모니터링 알고리즘을 개발 하였다. 특히 관제 기능에서는 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산 경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 개발된 훈련 관제 모니터링 시스템은 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향의 분석이 가능하고 산불에 대한 확산 예측과 진화 및 진압 훈련이 가능한 중앙관제 모니터링 기능을 제공한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.357-366
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• 2007

본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조성능에 관한 실험 및 해석적 연구로서, 화재시 본 합성부재의 구조거동을 파악하여 합리적 내화설계의 자료를 얻는 것이 목적이다. 화재실험으로 계획된 여러 변수의 시험체를 제작하고 상온과 고온에서 휨실험을 수행하여 시간에 따른 온도분포, 하중-처짐 관계를 분석하였다. 해석적 방법은 설계된 단면에 대하여 완전 합성을 가정으로, 열전도 해석으로 온도분포를 구하고 재료의 잔존강도를 분할된 메쉬에 입력하여 휨강도를 예측하였다. 웨브의 두께와 깊이를 변수로 하여 슬림플로어 보의 화재시 휨내력을 고찰하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.31-37
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• 2012

본 연구는 주거용 건축물의 열역학적 수치해석모델을 검토하는데 목적이 있다. 화재하중과 화재강도는 성능설계의 사용이 증가함에 따라 건축물 화재안전 설계에 중요한 요소으로 대두되고 있으며, 컴퓨터 성능의 발전으로 수치해석을 통한 예측이 가능해 지고 있다. 주거 가연물의 연소특성을 예측하기 위해 각가연물의 수치해석용 모델을 설계하였다. 해석된 결과를 검증하기 위해 수치해석의 결과를 실물 화재실험의 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 FDS5를 사용하였으며, 난류해석을 위해 LES모델이 적용하였다. 검증결과 화염전파 현상 및 온도곡선은 실험결과와 정성적으로 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.68-75
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• 2008

화재시뮬레이션용 소프트웨어인 FDS (Fire Dynamics Simulator)의 수직벽 화재 시뮬레이션에 있어서의 문제점을 파악하기 위해, 수직벽 프로필렌 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능기반설계 등에 널리 사용되고 있는 이 전산유체역학 모델에 포함되어있는 주요 매개변수의 기본값을 사용한 경우, 수직벽 화재에서는 정확도가 매우 낮음을 확인하였다. 프로필렌 연소율 $10.08g/m^2$-s과 $29.29g/m^2$-s에 대한 주요 매개변수의 조사를 수행한 결과, 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant)가 기본값인 0.2에서 수직벽에 형성된 경계층이 층류로 예측되었다. 스마고린스키 상수가 0.1일 때 온도분포가 실험과 비교적 잘 일치하였으나 벽면에서의 열유속에는 큰 오차가 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.94-100
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• 2013

본 논문은 철근콘크리트 구조물이 화재를 입었을 경우의 최고 노출 온도 예측 및 화재손상 분석을 위하여 콘크리트 시험체에 대한 기기 분석적 고찰을 실시하였다. 시차열분석 결과, $200^{\circ}C$까지는 모세관수 및 겔수의 증발로 인한 강한 흡열피크가 일어났으며, $520^{\circ}C$정도에서 수산화칼슘 ($Ca(OH)_2$)의 분해로 인해 흡열피크가 생성되었고, 흡열 반응으로 인해 시료의 중량이 크게 감소되었다. $720^{\circ}C$정도에서 칼사이트 ($CaCO_3$)의 분해로 인해 또 한번의 강한 흡열반응이 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 X-선 회절분석 결과, $400^{\circ}C$까지는 $Ca(OH)_2$가 존재하지만 $600^{\circ}C$이상부터는 CH성분은 거의 소멸되고 CaO의 성분이 나타났으며, 온도가 높을수록 생성량이 증가하였다. 이것은 화재 시 콘크리트의 온도가 증가될수록 $Ca(OH)_2$과 $CaCO_3$가 분해되어 CaO로 변환되기 때문이며, $Ca(OH)_2$와 $CaCO_3$가 완전히 분해되어 피크가 없어지고 대신 CaO의 피크가 크게 형성되는 온도 범위를 약 $700{\sim}800^{\circ}C$로 추정할 수 있다. 주사형 전자현미경 분석 결과, 고열에 의해 콘크리트를 구성하고 있는 시멘트 반응생성물에서 결합수 및 겔수의 탈수로 인해 콘크리트의 수축이 발생함으로써 미세한 균열이 전반적으로 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 보통 콘크리트가 열을 받으면 $300^{\circ}C$부터 미세균열이 발생되어 $500^{\circ}C$에서는 상당히 심하게 균열이 발생되는 것을 알 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.43-51
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• 2017

본 연구에서는 화재 수치계산에 사용하기 위한 새로운 디자인 화재곡선을 제안하였다. ISO 9705 구획실 내 형성된 옥탄과 헵탄연료 풀화재에 대해 기존에 제안된 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선과 새롭게 제안된 디자인 화재곡선을 적용한 Fire Dynamics Simulator (FDS) 수치계산을 수행하였다. 여기서 얻어진 수치계산 결과와 실험에서 측정한 온도와 $O_2$, $CO_2$ 변화와 비교하여 디자인 화재곡선의 예측성능을 평가하였다. FDS 계산과 실험결과의 비교를 통해 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선을 적용했을 때는 측정된 온도보다도 훨씬 완만하게 증가하고 감소하는 것을 알 수 있었다. 그러나 새로 제안한 2가지 디자인 화재곡선은 기존 디자인 화재곡선보다는 급격히 상승하여 실험결과에 좀 더 유사하게 나타나는 것으로 확인되어 실용적 관점에서 수치계산에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.3-6
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• 2012

우리나라 목조 문화재 건축물은 재료특성상 화재위험에 항상 노출되어 있다. 특히 2005년 4월 4일 발생한 양양산불로 인해 낙산사의 주요 건축물과 동종 누각이 소실되었고 2008년 2월 10일 발생한 숭례문 화재로 인해 숭례문 목조구조물 대부분이 소실되었다. 목조 문화재 건축물 주요 구조재의 수종에 대한 데이터베이스는 현재 우리나라에 아직 갖춰져 있지 않고 있어 본 연구를 통해 세계문화유산으로 등재된 경주 양동마을의 목조 건축물에 대한 수종분석을 실시하였다. 그 결과 기둥과 보 부재 수종은 소나무 > 느티나무 > 상수리나무 순으로 구성되어 있고 도리 부재는 소나무 > 느티나무 > 전나무 순으로 구성되어진 것으로 나타났다. 따라서 소나무, 느티나무, 상수리나무, 전나무에 대해 열방출율, 총열방출량, 착화온도 등에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 각 수종에 따라 연소특성에 차이가 있음을 알 수 있었고 향후, 연소특성 데이터베이스를 통해 산불로 인한 화재성상 및 목조 화재성상 예측에 활용하고자 한다.