공간구획에 따른 침대 매트리스의 실물 화재 분석 및 연소확대 저감방안에 관한 연구 :Study on the Analysis of the Real Fire and Reducing the Combustion Expansion of Bed mattresses according to Space Compartment

서보열

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자료유형: 학위논문

저자정보: 서보열 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 홍원화

발행연도: 2019

저작권: 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

공간구획에 따른 침대 매트리스의 실물 화재 분석 및 연소확대 저감방안에 관한 연구

서보열 2019.01 학위논문

2018

건축물 구획공간에 따른 화재성상 및 열방출율 측정에 관한 실험적 연구 - 실물규모 침대 매트리스 화재시험 중심으로 -

서보열 , 장우빈 , 박계원 외 1명 한국화재소방학회 논문지 2018.01 학술저널

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본 연구는 일반적으로 높은 화재위험성을 가지고 있는 침대 매트리스를 대상으로 하여 기존 소형규모의 가연성(착화)시험이 아닌 실물규모의 화재시험을 수행하였다.
침대 매트리스는 대부분 건축물내의 침실과 같은 구획공간에서 사용하고 있으며, 구획공간의 경우 침대 매트리스의 화재성장은 더 빠르게 진행됨과 동시에 구획공간내의 다른 가연물로의 화염확산 및 연소확대(플래시오버 초래)가 이루어져 결과적으로 인명 및 재산 피해의 대형사고로 전개되는 심각성을 내포하고 있다. 이에 개방공간과 구획공간의 공간구획 여부에 따른 침대 매트리스 실물 화재시험을 실시하여 화재시험 진행간에 화재성상(진행)과정을 관찰하고, 플래시오버(Flashover), 열방출율(Heat release rate), 연소가스(산소, 일산화탄소, 이산화탄소) 등을 측정하여 종합적인 실물 화재특성을 분석하였다.
또한 실물 화재특성을 바탕으로 하여 침대 매트리스의 화재성장(플래시오버)를 지연 또는 제어하여 연소확대 위험을 저감하기 위한 적용방안으로 하부냉각방식 적용방안과 고체에어로졸 적용방안에 대한 연소확대 저감효과를 확인하였다. 연소확대 저감방안을 통하여 침대 매트리스의 화재안전성을 선도적으로 향상시킬 수 있어 화재로부터 국민의 인명안전과 재산피해를 경감시킬 수 있을 것이라 여겨진다.

The purpose of this study conducted a real fire test on bed mattresses with a high fire risk in general. Most of the bed mattresses are used in the compartment space in the building, and the fire experiment study is carried out according to the open space and the compartment space.
The bed mattress in the open space was confirmed to flashover in about 4 minutes. The maximum heat release rate was estimated to be about 1,000 ㎾ with high fire risk. In the compartment space, due to the radiant heat effect, the flashover proceeded faster in the open space. The maximum heat release rate was also found to be about 2 times higher and the fire growth index up to 5.5 times higher. Due to rapid fire growth, it was confirmed that carbon monoxide would not be able to secure human safety in compartmentalized space, which is also more than about 5.9 times the toxic level.
Based on the results of the analysis, propose a method to reduce the expansion of the bed mattress to delay or control the flashover of the bed mattress.
For the first application, a cooling frame including cooling material (water) was made and a cooling frame was installed under the bed mattress or between the bed mattress and the bed mattress base, fire tests(real scale) were conducted with or without a cooling frame. The maximum heat release rate was measured from about 740 ㎾ to about 400 ㎾ and the flame height from about 2.7 m to about 1.8 m.
As a result, it has been confirmed that the flame height and the heat release rate are reduced when the bed mattress is fired through the cooling frame installation.
Second application, a frame including Fixed aerosol compound was made and a frame was installed under the bed mattress or between the bed mattress and bed mattress base fire tests(real scale) were conducted. It has been confirmed that fixed aerosol compounds ignite and emit solid aerosol compounds due to thermal effects such as flame and heat. As a result, extinguished within 60 s after the end of discharge, and can not be reproduced (ignited) within 600 s. After 600 s, It was not reproduced (ignited) by opening the door.
Through this study, it is considered that fire safety of bed mattress can be improved to reduce the safety of people lives and property damage from fire.

#실물 화재 #침대 매트리스 #공간구획 #연소확대

목 차(Table of Contents)
제 1 장 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 연구의 범위 및 방법 4
1.3 국내·외 선행연구 고찰 6
제 2 장 침대 매트리스의 화재위험성과 국내·외 관련 기준 12
2.1 침대 매트리스의 현황 12
2.2 화재성장 및 화재진행 15
2.2.1 화재성장요소 15
2.2.2 화재진행단계 및 성장속도 17
2.3 침대 매트리스의 화재위험성 및 소화약제 효과 21
2.3.1 침대 매트리스의 화재위험성 21
2.3.2 소화약제 효과 23
2.4 국내 침대 매트리스의 화재안전기준 30
2.5 국외 침대 매트리스의 화재안전기준 35
제 3 장 침대 매트리스의 실물 화재시험 환경구축 40
3.1 공간 설정 41
3.1.1 개방공간(open calorimeter) 41
3.1.2 구획공간(시험실) 42
3.2 장치 및 버너시스템 구축 44
3.2.1 기류 및 배기장치 46
3.2.2 시험프레임 46
3.2.3 버너시스템 구축 47
3.3 연소가스분석 및 열방출율 측정 설정 52
3.3.1 연소가스분석 52
3.3.2 열방출율 측정 설정 52
3.4 시험방법 및 절차 56
제 4 장 공간구획에 따른 침대 매트리스의 실물 화재 58
4.1 개방공간의 실물 화재 59
4.1.1 시험조건 및 방법 59
4.1.2 개방공간의 실물 화재특성 60
4.2 구획공간의 실물 화재 72
4.2.1 시험조건 및 방법 72
4.2.2 구획공간의 실물 화재특성 74
4.3 공간구획에 따른 화재특성 비교분석 83
제 5 장 침대 매트리스의 연소확대 저감방안 87
5.1 하부냉각 적용 방안 88
5.1.1 하부공간의 높이변화 및 냉각효과 89
5.1.2 하부냉각 적용 화재실험 93
5.1.3 하부냉각 적용에 따른 저감효과 95
5.2 고체에어로졸 적용 방안 111
5.2.1 고체에어로졸 적용 화재실험 111
5.2.2 고체에어로졸 적용에 따른 저감효과 114
5.3 연소확대 저감방안을 통한 화재안전성 향상 제안 121
제 6 장 결 론 124
참 고 문 헌 127
Abstract 131

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