• International journal of advanced smart convergence
• /
• 제10권3호
• /
• pp.232-244
• /
• 2021

This study analyzed the changes in carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen and visual distance by presence of sprinkler heads and their types in the event of a fire in an indoor gymnasium. Based on carbon monoxide and visual distance that affects human bodies enormously, first, if there is no sprinkler head, carbon monoxide will reach 0.4% within five seconds and visual distance rapidly shrank within five seconds. Seconds, in the event of standard sprinkler heads, carbon monoxide gradually increased from 30 seconds onwards and visual distance rapidly shrank after five seconds. Second, Third, if there are special sprinkler heads, carbon monoxide fluctuated after opening the head and visual distance became 5m or below from 15 seconds. Finally, in the event of early response sprinkler heads, carbon monoxide fluctuated up and down at 3 seconds due to falling water drops. Visual distance shrank up to 5m or below at 6 seconds. In the future, time for operation of each sprinkler head shall be analyzed.

• 한국분무공학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.97-104
• /
• 2023

A sprinkler is a fire suppression system that extinguishes combustible materials in the early stages of a fire, creating a spray. However, spray formation method of the sprinkler can result in an uneven distribution of water spray on the surface of combustible materials. It is necessary to ensure a consistent water flux density regardless of the spray direction and angle. In this study, the water flux distribution was analyzed for the various types of sprinkler head: circular, flush, pendent, and upright types. All sprinkler heads have a K-factor of 80 LPM/(0.1MPa)^0.5. In this study, water collection cubes were used to examine the water flux distribution. The upright type sprinkler head showed a low standard deviation in total sprayed area, indicating a high level of uniformity. The upright type head showed the lowest standard deviation in the radial direction, and also showed the lowest standard deviation in the azimuthal direction. Upright sprinkler head has no obstructing structure along the path of droplets after they are generated. For this reason, upright sprinkler head showed the most uniform water flux distribution on the floor.

• International journal of advanced smart convergence
• /
• 제10권4호
• /
• pp.117-123
• /
• 2021

This study aims to analyze working hours of sprinkler heads when a fire occurs at an indoor gymnasium while sprinkler heads are installed in division of standard response type, special response type, and earlier response type. The fire scenario was designed under the assumption that the fire started from overheating of a heater in the indoor gymnasium has transferred on to a couch to spread. The analysis on the operation time of the standard response type sprinkler head, the special response type sprinkler head and the early response sprinkler head was conducted. The result showed that, in case of fire in a gymnasium, the time for opening of the heat sensor due to the heat from the fire varies by the type of the sprinkler head. When a special response type sprinkler is installed, it worked below the assessment standards. When an early response sprinkler head is installed, it worked appropriately according to assessment standards. Based on the results, we found that sprinkler heads will work properly when installed according to design relevant to laws and regulations. This means that there is a limit in installation of sprinkler heads based on the existing law-based design as for indoor gymnasiums. Again, we conclude that if sprinkler heads are installed based on design made through laws and regulations, more time will be needed for operation, making it highly likely to fail to stop a fire at an earlier point of time.

• 한국안전학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.59-70
• /
• 1998

In this study, response time index(RTI) of standard and quick response type sprinkler head are measured and compared through ramp and plunge test in heated wind tunnel. Also discharge rate and water distribution, actual delivered density(ADD), fire test with wood cribs are performed to compare the fire suppression capability and the operation time and temperature between standard and quick response type sprinkler head.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.237-247
• /
• 2020

연구목적: 본 연구는 스프링클러설비 소화성능 향상을 위해 국내 NFSC 103 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준의 문제점을 검토하고 이의 개선방안을 도출함으로서 화재 시 국민의 생명과 재산 보호에 기여하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 국내 NFSC 103 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준의 문제점과 이의 개선방안을 도출하고자 소방선진국인 미국 화재방호협회(NFPA) 최신 스프링클러 설치기준인 2019년판 NFPA 13 의 스프링클러헤드 살수장애 방지 기준을 국내 화재안전기준 NFSC 103과 비교 연구하였다. 연구결과: 국내 NFSC 103 살수장애 방지 기준은 살수장애 개념조차도 정의되어 있지 않고 있을 뿐만 아니라 측벽형 스프링클러 헤드 살수장애 기준 부재, "3배 이격" 기준의 "높이" 기준 부재 등 다수의 상세기준에서 많은 보완 및 개선이 필요함이 연구결과 확인되었다. 결론: 국내 NFSC 103 살수장애 방지 기준은 살수장애의 개념적 정의 도입, 측벽형 스프링클러 헤드 살수장애 방지기준 추가, 장애구조물 사용실태를 고려한 헤드 추가기준 마련, 장애물 "높이"를 고려한 "3배 이격" 거리 기준 보완, 살수패턴을 반영한 살수장애 방지기준 상세화 등 의 개선을 통하여 소방선진국과 동등 수준 이상으로의 화재안전기준 선진화를 도모하고 이를 통하여 스프링클러 설비의 소화성능에 대한 신뢰성을 증진시켜 나가야 한다.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.15-20
• /
• 2015

이 연구는 노인관련시설에 스프링클러 설치유무와 종류에 따른 연기층 및 공기층의 온도변화와 연기층의 높이변화를 화재시뮬레이션을 통해 비교한 것으로 복사열은 거실에 표준반응형 헤드가 작동한 경우는 플래시오버 발생조건을 초과하였으나 조기반응형 헤드는 플래시오버가 발생되지 않는 것으로 나타났다. 인체표면의 경우도 조기 반응형 헤드가 작동하면 열유속의 최대값이 $2,293W/m^2$에 머물러 인체화상 위험조건인 $4,000W/m^2$ 이하가 되어 거주자가 열에 의해 인체화상은 입지 않는 것을 알 수 있다. 화재실의 최고온도는 연기층 및 공기층 모두 인명안전기준을 초과하였으나 일정시간 후 급격히 하강하여 인명안전기준에서 요구하는 온도 이하로 유지되는 것을 알 수 있었다. 연기층의 높이는 조기반응형 헤드가 작동하면 연기층을 1.1 m 이상으로 유지할 수 있어서 표준반응형 헤드가 작동한 경우보다 연기층 하강을 더 지연시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.111-117
• /
• 2016

본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.98-108
• /
• 2019

연구목적:본 연구는 화재 시 샌드위치패널 구조 창고의 벽 천장접합부 방호를 위한 스프링클러 성능확인 실험을 목적으로 한다. 연구방법: 현장조사결과를 기반으로 창고의 공간규격과 가연물을 선정하고 벽 코너 및 헤드 직하부에서의 방호실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 연구결과:벽 코너 화재 시나리오에 대해서 K-80 폐쇄형 스프링클러헤드의 작동으로 샌드위치 패널의 착화 및 접합부 손상이 방지됨을 확인하였다. 결론:샌드위치패널 심재로의 착화 및 연소방지를 통한 화세제어로 이를 가정한 소방대의 소화 및 구조활동을 위한 표준진압대책이 마련되어야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.38-44
• /
• 2015

본 연구는 공동주택에 일반적으로 설치하는 열감지기와 스프링클러헤드의 작동에 관한 문제점과 개선 대책을 제시한 연구이다. 2010년 인구주택 조사에 의하면, 공동주택은 전체 주거시설의 71.6%이며 최근 7년간 소방방재청의 화재통계 자료에 의하면, 매년 전체 화재의 약 25.0%, 인명피해는 46.4%가 공동주택에서 발생한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 공동주택의 화재안전에 대한 개선대책을 수립하기 위하여 화재원인과 특성을 파악하였고, 국내 공동주택의 대표적인 평형을 대상으로 가상화재시뮬레이션을 수행하였다. 가상화재시뮬레이션의 시나리오는 기존 공동주택에 설치된 표준형 스프링클러헤드와 열감지기, 최근에 설치가 요구되는 주거전용 스프링클러헤드와 연기감지기의 작동시간 등을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 수행결과 기존 공동주택에 설치된 표준형 스프링클러헤드와 열감지기는 감지 및 작동시간이 늦어 조기화재진압에 불리한 것으로 나타났으므로 주거전용 스프링클러헤드와 연기 열복합형감지기로 교체 설치하는 것이 필요하다. 또한, 기존 공동주택 중 스프링클러소화설비의 설치가 제외된 층에도 스프링클러소화설비 설치를 고려해야 한다. 특히, 공동주택 안전관리의 효율화를 위하여 선진국과 같이 원격으로 주거공간의 소방시설을 점검할 수 있도록 시스템을 구축할 필요가 있다.