• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.49-55
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• 2014

This paper is basic study for development of an advanced photoelectric type smoke detector that has high reliability by reducing the occurrence of nuisance alarms. This paper was attempted to distinguish optical characteristics of the typical fire smoke particle and non-fire smoke particle. According to UL 268 standards, three types of test fires (the paper, the wood and the flammable liquid) were used in this paper for measurement of the fire smoke particles, and the water vapor and the cigarette smoke that were known as the main cause of the nuisance alarms were also used for the non-fire smoke particles. A smoke detection chamber was created, which was equipped with one light source and several light sensors for enabling simultaneous detection of light extinction and scattering, respectively. This paper analyzes the optical characteristics of each smoke particle using this chamber.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.8-15
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• 2017

화재발생 시에 대부분의 인명 피해는 연기에 의해 발생되는데, 최근 건축 내장재에서 차지하는 플라스틱의 양이 많아지며 발생되는 연기의 유독성이 점차적으로 증가되고 있다. 연기에 의한 인체피해의 상당부분은 흡입연기의 폐침전과 관련이 있으며, 연기입자의 크기분포는 폐침전 특성에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 플라스틱 종류에 따른 연기입자의 크기별 발생량 검토는 폐침전에 의한 인체피해 연구에 필수적으로 요구된다. 최근의 목재와 폴리프로필렌(PP)에 대한 연기입자의 발생특성 연구에서 PP의 연기입자 크기분포 특성이 몇 가지 측면에서 목재와는 확연히 다르게 나타났다. 이에 따라, 본 연구에서는 다른 플라스틱들도 연기입자 크기분포에서 PP와 같은 특성을 보이는지 알아보기 위해서 대표적인 4가지 플라스틱(LDPE, PA66, PMMA, PVC)에 대하여 연기입자 크기분포 측정실험을 수행하였다. 특정 조건에서 연소생성물을 균일하게 생성하고 분석하기 위하여 ISO/TS 19700 기준에 따른 등속튜브연소로를 이용하여 연소로의 온도와 산소공급량에 따라 다양한 화재조건에서 연기입자를 균일하게 발생시키고, 정전저압 임팩터를 사용하여 연기입자의 크기에 따른 개수농도를 실시간으로 측정하였다. 실험 결과 4가지 플라스틱의 연기입자 크기분포 특성은 여러 측면에서 PP와 유사하며 목재와는 확연히 다르게 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.681-691
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• 2011

The size distributions of smoke particles from fire are prerequisite for the studies on fire detection and adverse health effects. Above the flame of the fire, coagulation dominates and the smoke particles grow from 1 to 50 nm up to 100 to 3,000 nm, sizes ranging from the free-molecular regime to the continuum regime. The characteristics of the agglomeration of the smoke particles are well known, independently for each of the free-molecular and continuum regimes. However, there are not many systematic studies in the entire regime by the complexity of the mechanisms. The purpose of this work is to find the characteristics of the development of the size distribution of smoke particles by agglomeration in the entire size range covering the free-molecular regime, via transition regime, to the near-continuum and continuum regime for each variation of parameters such as fractal dimension, primary particle size and dimensionless coagulation time. In this work, the dynamic equation for the discrete-size spectrum of the particles was solved using a nodal method based on the modification of a sectional method. In the calculation, the collision frequency function for the entire regime, which is derived by using the concept of collision volume and general enhancement function, was applied. The self-preserving size distribution for the entire regime is compared with the ones for the free-molecular or continuum regimes for each variation of the parameters.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.64-70
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• 2014

신경망은 연기입자의 광학적 특징으로부터 화원을 분석할 수 있는 유용한 도구가 될 수 있다. UL268에서 연기감지기 시험에 사용되는 세 가지 화원(종이화원, 목재화원, 인화성 액체화원)들의 광학적 특징으로 신경망을 훈련시켰다. 또한, 소광과 산란을 동시에 측정할 수 있는 연기챔버를 제작하여 연기의 광학적 특징을 얻고 그 결과를 신경망에 입력하였다. 종이화원, 목재화원, 인화성 액체화원을 대상으로 한 실험에서 신경망은 화원을 정확하게 구별하였다. 또한, 종이-목재화원, 종이-인화성 액체화원, 목재-인화성 액체화원과 같은 복합화원을 대상으로 한 실험에서도 화원을 모두 구별하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.44-51
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• 2014

화재현장에서 발생하는 연기는 일반적으로 연소가스와 더불어 여러 가지 성분의 유기증기 및 미연탄소로부터 생성된 미세입자로 되어 있다. 연기는 호흡기로 흡입되어 장단기 인체피해를 유발한다. 화재 시 발생하는 유독가스나 입자에 의한 피해를 예측하기 위해서는 연기입자의 호흡기관 내 이송과 침전, 그리고 입자를 매개로 한 유독가스의 흡수와 흡착등의 현상 파악이 필수적이며 이에 연기입자의 크기 및 형상은 이와 같은 현상의 변화에 중요한 변수로서 작용한다. 이 연구에서는 화재 시 발생하는 연기입자의 흡입에 의한 인체피해 특성을 예측하기 위하여 가연물 및 화재 조건에 따른 연기입자의 크기 및 형상에 대한 분석을 수행하였다. 국제표준에 따른 연소생성물 분석을 위하여 ISO/TS 19700 기준에 따라서 등속연소로를 제작하고 각 가연물에 대하여 연소로 온도 및 당량비 조건으로 정해지는 4가지 대표적인 화재조건, 즉, 저온불완전연소, 완전불꽃연소, 불완전불꽃연소, 고온불완전연소 조건에서 연기입자를 발생시켰다. 발생된 연기입자는 다단 충돌집진기를 이용하여 채집한 다음 투과전자현미경으로 크기 및 형상을 분석하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.95-104
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• 2019

화재 시 발생하는 연기는 가스상 물질과 이들을 흡착한 미연탄소 등의 입자상 물질로 이루어져 있다. 연기 중 가스상 물질의 흡입에 의한 인체피해는 대부분 단기적으로 이루어지는 데 비하여 입자상 물질의 흡입에 의한 피해는 가스상의 흡착상태에 따라서 상대적으로 장기적으로 이루어진다. 입자상 물질이 호흡기벽에 침착하여 호흡기 및 순환기 계통에 영향을 미치는 것과 관련하여, 침착되는 연기입자의 양과 호흡기 내 침착위치는 인체피해 산정의 중요한 요소인데, 이들은 연소조건에 영향을 받는 크기 및 농도 등 입자상태와 함께 호흡조건에 영향을 받는다. 이 연구에서는 화재 시 발생하는 연기의 흡입에 의한 인체피해 연구와 관련된 호흡기 내 연기입자 침착특성 파악을 위하여 연료종류, 연소조건 및 호흡조건에 따라 호흡기 내 영역별로 침착되는 연기입자의 입경에 따른 개수 및 질량 농도를 구하였다. 또한 각 조건별로 흡입연기의 일정기간 동안 호흡기 내 질량 침착량을 대기환경 미세먼지 기준치와 비교 분석하였다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제18권1호
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• pp.65-73
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• 2016

In this paper which was performed to bring public attention to the need for developing an photoelectric smoke detector that detects smokes emitted from diverse fire sources, it was confirmed that the photoelectric smoke detector may not respond to certain smoke types depending on the size and color of smoke particles. The test was performed on a photoelectric smoke detector which is being used generally for specific fire targets specified in UL268, including paper fire, wood fire and flammable liquid fire, while the actual response performance of the fire detector, as well as respective smoke particles collected from different fire source which were photographed with a SEM(Scanning electron microscope) were analyzed in the test for this study.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.37-42
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• 2016

바이오디젤(Soy Methyl Ester, B100)과 디젤(Ultra Low Sulfur Diesel, ULSD)의 연소과정에서 발생되는 연기입자의 무차원 광소멸계수를 측정하였다. 무차원 광소멸계수는 633 nm의 He-Ne 레이저를 이용하여 광학적 방법으로 측정된 연기입자의 체적분율과 중력식 필터법에 의해 채집된 연기입자의 체적분율을 비교하여 결정하였다. 633 nm 대역에서 측정된 평균 무차원 광소멸계수는 각각 바이오디젤의 연기입자가 11.8, 디젤 연기입자가 11.1으로 측정 불확도 범위(${\pm}10.1%$) 내에서 거의 유사하였다. 다만, 라만 spectrum 분석결과를 통해 각 연료에서 발생된 연기입자 간의 광소멸(광흡수/광산란) 특성은 서로 상이할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.8-12
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• 2005

청정실의 화재는 연기입자의 확산으로 인해 큰 피해를 초래할 수 있다. 청정실내 화재가 발생한 구역에서 다른 구역으로 연기가 확산되는 것을 방지하기 위해 구역경계에 방연커튼을 설치할 때, 그 폭이 연기의 확산에 미치는 영향을 전산유체역학 프로그램을 사용하여 조사하였다. 청정실 내 크기 $30m\times10m\times4m$의 구역에 1MW의 메탄을 화재가 발생한 것으로 화재시나리오를 설정하였다. 구역 경계에 방역커튼을 설치하지 않은 경우와 각각 폭이 1, 2, 3m인 방연커튼을 설치한 경우에 대한 결과를 비교하였다. 커튼이 설치되지 않은 경우에는 연기가 구역경계를 통해 확산됨을 확인하였다. 또, 방연커튼의 폭이 클수록 연기확산을 지연시키지만, 연기확산을 차단하기 위해서는 경계 칸막이를 설치해야 함을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.64-73
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• 2007

호흡기 내에서 유해물질의 체내흡수 및 방어특성은 영역별로 다르며 흡입연기의 장 단기 인체 유해성은 연기의 호흡기 내 침착위치 및 침착밀도와 밀접한 관계를 가지고 있다. 이 연구에서는 미소부피 위치 추적법을 이용한 입자침착율 계산 기법을 사용하여 휴식 및 가벼운 운동에 해당하는 호흡조건별로 또한 구강 및 비강 호흡별로 각 입자크기에 대하여 호흡기 각 영역별로 단위 면적당 침착분율 등 침착 특성을 구하였다. 이 결과는 연기에 흡착된 유해물질의 체내 흡수량 산정 등에 이용되어 연기의 인체 유해성 판정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.