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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최돈묵
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
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물류산업의 발전으로 물품을 보관하는 물류창고는 더욱 증가하고 있으며, 그 규모 또한 커지고 있다. 특히 코로나 19의 영향으로 외부활동이 제한되면서 가정에서의 배송서비스 의존도 증가는 물류산업의 자연스러운 성장을 가져왔다. 물류창고를 고속도로 주변이나 도심 외곽 등 생활환경 주변에서 쉽게 볼 수 있다는 점에서 그 성장성을 체감할 수 있다.
물류창고의 수와 규모 증가는 경제발전과 국민생활 환경에 긍정적인 효과를 주고 있다. 물류창고의 긍정적인 효과와 달리 화재위험성 측면에서는 일반건축물과 비교하여 높은 화재위험성을 갖는다. 최근에 발생한 쿠팡물류센터 화재는 물류창고의 화재위험성을 알려주는 대표적 사례이다. 물류창고는 물품을 대량으로 저장하기 위해 선반 등에 물품을 수직으로 쌓아 올리는 랙크식 창고 형태로 대부분 운영한다. 물품을 수직으로 쌓아 올리면 물품 관리 및 저장의 용이성을 상당히 향상시킨다. 다만, 단위면적당 가연물에 양에 해당하는 화재하중의 증가와 자동화에 따른 전기설비를 많은 부분에 사용하는 점은 화재위험성을 상당히 증가시킨다.
랙크식 창고에 화재가 발생하면 높은 층고로 인하여 화재 감지가 지연되고, 소화설비가 작동하더라도 적재물에 의한 간섭으로 인하여 화재를 조기에 진압하는 것이 어렵다. 또한, 화재 조기감지 및 조기진압에 실패하면 화재가 성장하여 대규모 인명 및 재산피해를 발생시킬 수 있다. 국내 랙크식 창고의 경우 건축법에 의해 방화구획을 완화하고 있어 화재를 초기에 진압하지 못하면 대규모 화재로 성장할 수 있기 때문에 화재 초기 대응이 더욱 중요하다.
따라서, 본 연구에서는 랙크식 창고의 화재확산 방지를 통해 화재 안전성 향상시키고자 NFPA 13에서 적용하는 수평차단막을 기존 소방시설과 조합하여 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험을 수행하였다. 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험에서는 FM Global에서 규정하는 가연물 등급 중 가장 위험성이 높은 가연물을 고려하였다. 랙크 구조물은 국내에 설치하는 랙크와 유사한 크기로 적용하였다.
화재시뮬레이션 결과 랙크 2단에 수평차단막을 가연물 가장자리에서 30cm 이상 돌출시키고 인랙 스프링클러를 설치하면 화재의 수직확산을 차단할 수 있었다. 수평차단막 하부에 화재감지기를 설치하면 기존 설계방식보다 빠르고 신뢰성이 높게 화재를 감지하였다. 실규모 화재실험에서는 랙크 2단에 수평차단막을 설치하고, 랙크 1단과 2단에 인랙 스프링클러를 적용하였다. 실험결과 연속화염길이를 고려한 수평차단막을 설치하면 화재의 수직 확산을 지연시키는 효과는 있었으나 완전하게 차단하지는 못하였다. 수평차단막과 방출계수 K-115의 인랙 스프링클러를 동시에 적용한 결과 화재의 수직확산 차단과 화재가 더 이상 성장하지 않았다. 아울러, 수평차단막 하부에 스프링클러 헤드 조기개방이 가능한 열기류를 형성하였으며 이를 통해 화재진압능력이 향상되었다. 인랙 스프링클러는 랙크 2단에만 배치하더라도 충분한 효과가 있는 것으로 판단되며, 화재 안전성이 가장 우선 시 되어야 하나 시공성 및 경제성을 고려한 배치가 필요하다.
본 연구에서 수행한 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험에서 도출된 결과는 국내 랙크식 창고의 화재안전성을 향상시키는데 필요한 자료로 활용되기 바란다.
물류창고의 수와 규모 증가는 경제발전과 국민생활 환경에 긍정적인 효과를 주고 있다. 물류창고의 긍정적인 효과와 달리 화재위험성 측면에서는 일반건축물과 비교하여 높은 화재위험성을 갖는다. 최근에 발생한 쿠팡물류센터 화재는 물류창고의 화재위험성을 알려주는 대표적 사례이다. 물류창고는 물품을 대량으로 저장하기 위해 선반 등에 물품을 수직으로 쌓아 올리는 랙크식 창고 형태로 대부분 운영한다. 물품을 수직으로 쌓아 올리면 물품 관리 및 저장의 용이성을 상당히 향상시킨다. 다만, 단위면적당 가연물에 양에 해당하는 화재하중의 증가와 자동화에 따른 전기설비를 많은 부분에 사용하는 점은 화재위험성을 상당히 증가시킨다.
랙크식 창고에 화재가 발생하면 높은 층고로 인하여 화재 감지가 지연되고, 소화설비가 작동하더라도 적재물에 의한 간섭으로 인하여 화재를 조기에 진압하는 것이 어렵다. 또한, 화재 조기감지 및 조기진압에 실패하면 화재가 성장하여 대규모 인명 및 재산피해를 발생시킬 수 있다. 국내 랙크식 창고의 경우 건축법에 의해 방화구획을 완화하고 있어 화재를 초기에 진압하지 못하면 대규모 화재로 성장할 수 있기 때문에 화재 초기 대응이 더욱 중요하다.
따라서, 본 연구에서는 랙크식 창고의 화재확산 방지를 통해 화재 안전성 향상시키고자 NFPA 13에서 적용하는 수평차단막을 기존 소방시설과 조합하여 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험을 수행하였다. 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험에서는 FM Global에서 규정하는 가연물 등급 중 가장 위험성이 높은 가연물을 고려하였다. 랙크 구조물은 국내에 설치하는 랙크와 유사한 크기로 적용하였다.
화재시뮬레이션 결과 랙크 2단에 수평차단막을 가연물 가장자리에서 30cm 이상 돌출시키고 인랙 스프링클러를 설치하면 화재의 수직확산을 차단할 수 있었다. 수평차단막 하부에 화재감지기를 설치하면 기존 설계방식보다 빠르고 신뢰성이 높게 화재를 감지하였다. 실규모 화재실험에서는 랙크 2단에 수평차단막을 설치하고, 랙크 1단과 2단에 인랙 스프링클러를 적용하였다. 실험결과 연속화염길이를 고려한 수평차단막을 설치하면 화재의 수직 확산을 지연시키는 효과는 있었으나 완전하게 차단하지는 못하였다. 수평차단막과 방출계수 K-115의 인랙 스프링클러를 동시에 적용한 결과 화재의 수직확산 차단과 화재가 더 이상 성장하지 않았다. 아울러, 수평차단막 하부에 스프링클러 헤드 조기개방이 가능한 열기류를 형성하였으며 이를 통해 화재진압능력이 향상되었다. 인랙 스프링클러는 랙크 2단에만 배치하더라도 충분한 효과가 있는 것으로 판단되며, 화재 안전성이 가장 우선 시 되어야 하나 시공성 및 경제성을 고려한 배치가 필요하다.
본 연구에서 수행한 화재시뮬레이션 및 실규모 화재실험에서 도출된 결과는 국내 랙크식 창고의 화재안전성을 향상시키는데 필요한 자료로 활용되기 바란다.
목차
I. 서 론 11. 연구배경 및 목적 12. 연구범위 및 방법 2II. 이론적 고찰 41. 물류창고의 정의 및 특성 41.1. 물류창고의 정의 41.2. 물류창고의 특성 51.3. 물류창고의 화재현황 분석 81.4. 물류창고화재 사례분석 92. 랙크식 창고의 구조 및 화재특성 122.1. 랙크식 창고의 구조적 특성 122.2. 랙크식 창고의 화재특성 143. 국내·외 랙크식 창고 관련 기준 검토 163.1. 국내 163.2. 일본 203.3. 미국 213.4. 기준 비교 요약 224. 랙크식 창고의 수평차단막 설치 현황 조사 245. 랙크식 창고의 수평차단막 연구사례 256. 기존 소방설비의 한계 28III. 실험 311. 화재시뮬레이션 311.1. 개요 311.2. 시뮬레이션 조건 및 방법 322. 실규모 화재실험 382.1. 개요 382.2. 실험조건 및 실험방법 38IV. 결과 및 고찰 461. 화재시뮬레이션 461.1. 상층 연소확대 461.2. 열?연기 감지기 화재감지특성 분석 511.3. 랙크 3단의 온도분포 분석 521.4. 랙크 2단의 온도분포 분석 551.5. 열방출률 비교 분석 572. 실규모 화재실험 592.1. 실규모 화재실험 시나리오 [R-1] 602.2. 실규모 화재실험 시나리오 [R-2] 612.3. 실험 간 비교 분석 62V. 결론 65Abstract 68국문초록 71
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