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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강경식
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구에서는 차동식 열감지기 설치에 대하여 재조명하고 감지기 작동에 신뢰성이 있도록 설계에 반영하고자 한다. 2014년 1월에서 4월까지 전체 화재건수 956건에서 자동화재탐지설비의 감지기가 작동한 경우 612건(64.0%)과 작동하지 않은 경우가 321건(33.6%)이며 작동미상이 23건(2.4%)이다.
지금까지 화재가 발생한 장소에 감지기가 작동되지 않은 대형 화재현장에서 보는 것과 같이 스프링클러설비 등 소화시설이 작동되지 않으면 재산손실로 그 결과가 나타나고 감지기가 작동이 안 되거나 지연된다면 인명피해로 나타난다.
화재로 인한 인명과 재산피해는 건축물의 용도와 규모특성에 따라 서로 다른 양상을 보이고 있으나 성능위주의 소방설계가 아닌 법 규정의 사양위주의 설계는 설계기법이 단순하고 획일적이어서 각각 다른 기능을 하는 건축물에는 그 적합성 여부가 합리적이라고 할 수 없다. 이에 현행의 감지기의 감지 성능의 적합성을 검토하기 위하여 감지기의 국내 형식승인기준과 미국의 형식승인기준(NFPA)을 비교하였다.
국내화재안전기준에서는 감지기의 설치는 계단실을 비롯한 수직 방호공간에만 감지기간의 설치 간격은 일정거리 이내로 제한하고 구획실이나 평면공간에서는 감지기 1개가 감지할 수 있는 일정 면적으로 설치하도록 정하였다. 따라서 감지기를 일정 면적당 설치하도록 함으로서 임의의 위치에 집중적으로 설치되는 경우가 발생한다. 이러한 결과로 감지기가 있어야 할 공간에 감지기는 없게 된다. 따라서 감지기의 설치는 화원의 바로 상부에 설치된다면 감지시간이 빠르고 신뢰성도 높을 것이다. 감지기의 감지 특성을 나타내는 변수로는 방호공간의 화재하중이나 실의 높이 등이 된다.
UL(Underwriters Laboratories lnc.)에서는 화재감지기의 감지시간이 열 방출율과 반응시간지수(RTI : Response Time Index)를 결정하므로 감지기 사이의 이격거리는 화재하중과 천장의 높이에 따른 계산식을 이용하여 계산된다. 따라서 동일한 면적이라도 가로와 세로의 길이가 다르게 되므로 최적의 감지기 설치 수량을 산출하기 위하여 시간과 온도를 UL과 FMRC(Factory Mutual Research Corporation)에서 이용되는 실험식으로 계산하였다. 국내 기준에 의한 계산식과 UL에서 이용되는 실험식의 계산 결과를 비교하기 위하여 FDS(Fire Dynamics Simulation)를 수행하였다. 시뮬레이션의 입력변수는 현재 사용되고 있는 기본적으로 검증된 데이터를 활용하였다.
본 연구에서의 각 모형공간에 대해 FDS를 사용하여 계산된 결과로 감지기의 시간에 따른 온도분포를 알 수 있으며 이것은 실험식의 결과와 매우 유사하게 나타났다. 이러한 감지기 설치의 결과로서 공간의 위치에 따라 온도와 시간이 다르게 나타나므로 감지기를 적정거리가 유지되도록 설치하는 것이 중요하다.
본 연구를 통해 얻어진 다양한 실험값들은 열감지기를 설계하고 설치하는데 많은 활용이 될 것으로 사료된다. 또한 차후 화재안전기준이 보완되면 화재에서 신속한 경보로 인명피해가 최소화 될 것으로 기대한다.
지금까지 화재가 발생한 장소에 감지기가 작동되지 않은 대형 화재현장에서 보는 것과 같이 스프링클러설비 등 소화시설이 작동되지 않으면 재산손실로 그 결과가 나타나고 감지기가 작동이 안 되거나 지연된다면 인명피해로 나타난다.
화재로 인한 인명과 재산피해는 건축물의 용도와 규모특성에 따라 서로 다른 양상을 보이고 있으나 성능위주의 소방설계가 아닌 법 규정의 사양위주의 설계는 설계기법이 단순하고 획일적이어서 각각 다른 기능을 하는 건축물에는 그 적합성 여부가 합리적이라고 할 수 없다. 이에 현행의 감지기의 감지 성능의 적합성을 검토하기 위하여 감지기의 국내 형식승인기준과 미국의 형식승인기준(NFPA)을 비교하였다.
국내화재안전기준에서는 감지기의 설치는 계단실을 비롯한 수직 방호공간에만 감지기간의 설치 간격은 일정거리 이내로 제한하고 구획실이나 평면공간에서는 감지기 1개가 감지할 수 있는 일정 면적으로 설치하도록 정하였다. 따라서 감지기를 일정 면적당 설치하도록 함으로서 임의의 위치에 집중적으로 설치되는 경우가 발생한다. 이러한 결과로 감지기가 있어야 할 공간에 감지기는 없게 된다. 따라서 감지기의 설치는 화원의 바로 상부에 설치된다면 감지시간이 빠르고 신뢰성도 높을 것이다. 감지기의 감지 특성을 나타내는 변수로는 방호공간의 화재하중이나 실의 높이 등이 된다.
UL(Underwriters Laboratories lnc.)에서는 화재감지기의 감지시간이 열 방출율과 반응시간지수(RTI : Response Time Index)를 결정하므로 감지기 사이의 이격거리는 화재하중과 천장의 높이에 따른 계산식을 이용하여 계산된다. 따라서 동일한 면적이라도 가로와 세로의 길이가 다르게 되므로 최적의 감지기 설치 수량을 산출하기 위하여 시간과 온도를 UL과 FMRC(Factory Mutual Research Corporation)에서 이용되는 실험식으로 계산하였다. 국내 기준에 의한 계산식과 UL에서 이용되는 실험식의 계산 결과를 비교하기 위하여 FDS(Fire Dynamics Simulation)를 수행하였다. 시뮬레이션의 입력변수는 현재 사용되고 있는 기본적으로 검증된 데이터를 활용하였다.
본 연구에서의 각 모형공간에 대해 FDS를 사용하여 계산된 결과로 감지기의 시간에 따른 온도분포를 알 수 있으며 이것은 실험식의 결과와 매우 유사하게 나타났다. 이러한 감지기 설치의 결과로서 공간의 위치에 따라 온도와 시간이 다르게 나타나므로 감지기를 적정거리가 유지되도록 설치하는 것이 중요하다.
본 연구를 통해 얻어진 다양한 실험값들은 열감지기를 설계하고 설치하는데 많은 활용이 될 것으로 사료된다. 또한 차후 화재안전기준이 보완되면 화재에서 신속한 경보로 인명피해가 최소화 될 것으로 기대한다.
목차
그림목차 ⅳ표 목 차 ⅵ국문초록 ⅶ제 1 장 서 론 1제 1 절 연구배경 및 목적 1제 2 절 연구의 범위 및 방법 21.2.1 연구범위 및 방법 21.2.2 연구 흐름 3제 2 장 이론적 고찰 5제 1 절 선행연구 분석 52.1.1 연구동향 52.1.2 선행 연구 결과 비교 8제 2 절 Ceiling Jet Flow의 특성 102.2.1 Ceiling Jet Flow 102.2.2 대류 열전달이 감지기에 미치는 영향 132.2.3 구획화재에서의 감지기 작동온도 16제 3 절 화재성상에 따른 화재감지기 적응성 172.3.1 오보 및 비화재보 172.3.2 감지기의 오보 및 비화재보 원인에 따른 개선사항 232.3.3 감지기 설계 242.3.4 열감지기 종류 292.3.5 화재감지기 적용 시점 372.3.6 화재감지기 설계기준 38제 3 장 열감지기 설치기준 비교분석 42제 1 절 감지기성능시험 기준 423.1.1 관련법령 423.1.2 감지기 성능시험 44제 2 절 감지기 설치기준 비교분석 503.2.1 국내기준 분석 503.2.2 외국기준 분석 53제 4 장 스포트형 열감지기 작동시험(FDS) 77제 1 절 실험조건 774.1.1 실험범위 및 실험 조건 774.1.2 Case 선정을 위한 FDS해석 79제 2 절 시뮬레이션 수행결과 분석 864.2.1 제1모형 실험 864.2.2 제2모형 실험 884.2.3 제3모형 실험 904.2.4 제4모형 실험 93제 3 절 실험결과 및 고찰 954.3.1 실험 결과 954.3.2 고찰 97제 5 장 결론 및 향후 과제 99제 1 절 결론 99제 2 절 향후과제 100참 고 문 헌 101부 록 108Abstract 142
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