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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이근오
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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천장 공조설비는 쾌적한 환경을 위해 기류를 발생하게 되는데 그 실내공간에서 화재가 발생하였을 때 문제가 발생한다. 천장 공조기류가 화재로 인해 생성되는 천장제트기류와 충돌하여 연소생성물이 희석됨에 따라 그 속도, 방향 및 온도가 변화되고 화재감지기 응답시간을 지연시킬 수 있기 때문이다.
본 논문에서는 화재를 조기에 감지하는 것을 목적에 두고 천장 공조기류 환경에서 화재감지기의 응답특성을 실 규모의 화재실험과 화재모델링을 통해 규명하고자 하였으며, 이에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다.
실 규모의 화재실험에 따르면, n-Heptane 화원에서 차동식 열감지기는 천장 공조 디퓨저 기류가 없는 경우에 비해 약 5 m/s의 기류가 있는 경우에 응답 시간이 평균 약 23.5 % 지연되었다. 면심지 화원에서 광전식 연기감지기는 천장 공조 디퓨저에서 기류가 없는 경우에 비해 약 5 m/s의 기류가 있는 경우에 응답 시간이 평균 약 85.8 % 늦어지는 것으로 나타났다. 또한, 천장형 에어컨 토출 기류에서는 기류가 없는 경우에 비해 기류를 8.5 m/s로 설정한 경우 열감지기는 n-Heptane 화원에서 약 38.5 %, 연기감지기는 면심지 화원에서 약 120.8 % 만큼 응답이 늦어지는 것으로 나타났다.
화재모델링을 수행한 결과, n-Heptane 화재에서는 기류의 영향에 따른 열감지기 평균 응답지연율이 12 %로 나타났고, 우레탄폼 화재에서는 연기감지기 평균 응답지연율이 약 90.9 %로 높게 나타났다. 화재감지기는 천장 공조기류가 천장면을 따라 흐를 때에는 천장공조 토출구로부터 1.0 m 까지는 영향을 크게 받으나 1.5 m 부터는 영향을 적게 받으므로 토출구로부터 1.5 m 이상 이격시켜야 할 것으로 판단되나, 천장 공조기류가 하방향 45°이상일 때에는 토출구 가까이 설치하여도 무방한 것으로 나타났다.
천장 공조기류가 형성될 수 있는 공간에서는 감지기 응답 지연을 보상하여 화재를 적정한 시간 내에 감지하기 위해 아날로그 감지기 등 감도조정이 가능한 감지기나 감도가 뛰어난 감지기를 설치할 필요가 있는 것으로 판단된다.
본 연구 내용은 천장 공조기류가 형성되는 실내공간에 대한 화재감지 설계 또는 화재감지 관련 안전기준 개정 시에 활용될 수 있다.
본 논문에서는 화재를 조기에 감지하는 것을 목적에 두고 천장 공조기류 환경에서 화재감지기의 응답특성을 실 규모의 화재실험과 화재모델링을 통해 규명하고자 하였으며, 이에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다.
실 규모의 화재실험에 따르면, n-Heptane 화원에서 차동식 열감지기는 천장 공조 디퓨저 기류가 없는 경우에 비해 약 5 m/s의 기류가 있는 경우에 응답 시간이 평균 약 23.5 % 지연되었다. 면심지 화원에서 광전식 연기감지기는 천장 공조 디퓨저에서 기류가 없는 경우에 비해 약 5 m/s의 기류가 있는 경우에 응답 시간이 평균 약 85.8 % 늦어지는 것으로 나타났다. 또한, 천장형 에어컨 토출 기류에서는 기류가 없는 경우에 비해 기류를 8.5 m/s로 설정한 경우 열감지기는 n-Heptane 화원에서 약 38.5 %, 연기감지기는 면심지 화원에서 약 120.8 % 만큼 응답이 늦어지는 것으로 나타났다.
화재모델링을 수행한 결과, n-Heptane 화재에서는 기류의 영향에 따른 열감지기 평균 응답지연율이 12 %로 나타났고, 우레탄폼 화재에서는 연기감지기 평균 응답지연율이 약 90.9 %로 높게 나타났다. 화재감지기는 천장 공조기류가 천장면을 따라 흐를 때에는 천장공조 토출구로부터 1.0 m 까지는 영향을 크게 받으나 1.5 m 부터는 영향을 적게 받으므로 토출구로부터 1.5 m 이상 이격시켜야 할 것으로 판단되나, 천장 공조기류가 하방향 45°이상일 때에는 토출구 가까이 설치하여도 무방한 것으로 나타났다.
천장 공조기류가 형성될 수 있는 공간에서는 감지기 응답 지연을 보상하여 화재를 적정한 시간 내에 감지하기 위해 아날로그 감지기 등 감도조정이 가능한 감지기나 감도가 뛰어난 감지기를 설치할 필요가 있는 것으로 판단된다.
본 연구 내용은 천장 공조기류가 형성되는 실내공간에 대한 화재감지 설계 또는 화재감지 관련 안전기준 개정 시에 활용될 수 있다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구 배경 및 목적 12. 선행연구 고찰 23. 연구 내용 및 방법 5Ⅱ. 이론적 고찰 71. 건물화재 현상 72. 화재감지 이론 113. 화재시뮬레이션(FDS)에 사용된 모델 18Ⅲ. 감지기 설치 및 실험 관련 기준 201. 화재감지기 202. 화재감지기 설치 기준 203. 감지기 실험 관련 기준 31Ⅳ. 화재 실험 및 모델링 방법 431. 화재실험 방법 432. 화재모델링 방법 52Ⅴ. 결과 및 고찰 561. 화재실험 결과 및 고찰 562. 화재모델링 결과 및 고찰 69Ⅵ. 결 론 91참고 문헌 93부 록 98Abstract 102감사의 글 104
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