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목차
제1장 서론 27
1.1. 연구개발의 필요성 27
1.1.1. 기술적 측면 27
1.1.2. 경제·산업적 측면 33
1.1.3. 사회·문화적 측면 35
1.2. 연구개발의 목표 및 내용 36
1.2.1. 연구개발의 최종목표 36
1.2.2. 연차별 연구개발 목표 37
제2장 연구내용 38
2.1. 국내외 초고층 건축물 화재안전 기술현황 조사 38
2.1.1. 초고층 건축물의 화재특성 38
2.1.2. 초고층 건축물 화재사례 40
2.1.3. 국내외 사례 현황 분석 52
2.2. 국내 초고층 건축물 대상 가연물 실태조사 61
2.2.1. 조사대상 건축물 61
2.2.2. 상업용도 공간에 대한 가연물 조사[S 건물, W 건물, D 타워 등] 61
2.2.3. 상업용도 공간에 대한 가연물 조사 결과 및 3차원 형상정보 63
2.2.4. 주거 공간 가연물 조사 68
2.2.5. 화재하중 산정 방법론 75
2.2.6. 초고층 건축물 화재안전 평가를 위한 내외장재 정보 수집 85
2.3. 열해리 물성측정 및 가연물 시편의 연소특석 해석 89
2.3.1. 고체가연물의 열분해 특성 및 모델링 89
2.3.2. 열해리 물성 측정을 대상 샘플 선정 91
2.3.3. TGA 분석을 통한 열분해 물성 측정 94
2.3.4. TGA 분석결과 95
2.3.5. 시편가연물 실험을 통한 화재물성 측정 99
2.3.6. 시편가연물 실험 결과 106
2.3.7. 시편화재의 FDS 시뮬레이션 해석 118
2.4. 주요가연물의 연소물성 측정 및 데이터베이스 구축 121
2.4.1. 건축물 가연물의 연소발열특성 연구 121
2.4.2. 적재가연물의 연소발열특성 연구 134
2.5. 스프링클러 및 감지기의 장치특성 실험 173
2.5.1. 스프링클러 특성 해석을 위한 측정기법 173
2.5.2. 스프링클러의 장치특성 실험 180
2.6. 화재감지기 평가방법 및 측정기법 193
2.6.1. FDS에 적용된 연기감지기 모델에 관한 고찰 194
2.6.2. 연기감지기 시험장치(FDE) 197
2.6.3. 결과 및 고찰 198
2.6.4. 이온화식 감지기의 결론 204
2.6.5. 정온식 열감지기의 장치물성 측정 205
2.7. 비상용승강기 승강장을 이용한 급기가압제연시스템 분석 215
2.7.1. 제연의 목적 및 개념 215
2.7.2. 제연방식 및 피난로 확보 216
2.7.3. 국내외 제연설비 기준 224
2.7.4. 초고층[고층] 건축물에 적용가능한 승강로 가압기술 검토 231
2.7.5. 재사용 건축물 대응형 제배연시스템 시뮬레이션 233
2.7.6. 승강장 급기가압 제연시스템 실태조사 239
2.8. 피난안전구역의 소방대 거점공간 확보방안 필요성 243
2.8.1. 피난안전구역 및 소방대 거점공간의 개요 243
2.8.2. 소방대 거점 공간 확보의 필요성 251
2.8.3. 피난안전구역 내 소방대 거점공간 확보 검토 253
2.8.4. 결론 257
2.9. 단일구획공간 화재에 대한 실증실험 258
2.9.1. 단일구획공간 화재실험 260
2.9.2. 구획공간화재의 온도측정의 신뢰성 295
2.9.3. 실화재 실험을 통한 성능기준의 타당성 분석 299
2.10. 다중구획 공간 화재에 대한 실증실험 304
2.10.1. 내장재 화재전파 및 개별 가연물 실험 305
2.10.2. 다중구획 주거 공간 실물 화재실험 314
2.11. 화재성장 곡선의 실험적 검증 324
2.11.1. 개방공간내 개별 가연물의 화재성장 325
2.11.2. 구획공간내 다중 가연물의 화재성장 329
2.12. 실험결과와 비교분석을 통한 화재시뮬레이션의 신뢰성 검토 337
2.12.1. 화재시뮬레이션 개요 338
2.12.2. 해석결과 341
2.12.3. 화재시뮬레이션 검증 결론 354
2.13. 단일 구획에서의 화재모델링 신뢰성 평가 355
2.13.1. 실험방법 및 조건 357
2.13.2. 계산방법 및 조건 366
2.13.3. 개구부의 형상변화에 따른 구획화재의 열적특성 374
2.13.4. 개구부의 위치변화에 따른 구획화재의 열적특성 390
2.14. 다중 구획에서의 화재모델링 신뢰성 평가 405
2.14.1. 검증대상 실험 및 계산방법 405
2.14.2. 과환기조건의 구획화재에 대한 FDS의 검증 410
2.14.3. 환기부족조건의 구획화재에 대한 FDS의 검증 417
2.14.4. 결론 427
2.15. 스프링클러 헤드 작동 예측을 위한 해석모델의 검증 429
2.15.1. 스프링클러 헤드작동 실험 429
2.15.2. 스프링클러 작동 해석 모델비교 442
2.16. 초고층 건물 연기전파 실증실험 451
2.16.1. 초고층 건축물 연기확산 실험 451
2.17. 초고층 건축물 화재시나리오 및 피난허용인자 분석 466
2.17.1. 시나리오 접근방법 466
2.17.2. 피난시간 및 피난허용시간 인자 분석 472
2.17.3. 시나리오 작성 사례 분석 494
참고문헌 497
최종보고서 초록 505
표 2.1.1. 초고층 건축물 주요 화재사례 40
표 2.1.2. 시도별 초고층 건축물 현황 52
표 2.1.3. 서울 건축물 높이별 주거형태 55
표 2.2.1. 공간 용도별 주요 가연물의 3D 형상 모델링 63
표 2.2.2. 주요 가연물의 수량, 크기 및 재질 66
표 2.2.3. 거실의 가연물 크기, 재질 및 평균 크기 69
표 2.2.4. 방의 가연물 크기, 재질 및 평균 크기 70
표 2.2.5. 주방 가연물 크기, 재질 및 평균 크기 74
표 2.2.6. 가연물의 밀도와 연소열 76
표 2.3.1. TGA 분석을 위한 시편 재질 설명 및 추출된 샘플 사진 93
표 2.3.2. TGA 분석에 사용된 계측기의 세부사양 94
표 2.3.3. MDF 관련 재료에 대한 TGA 분석결과의 요약 97
표 2.3.4. 바닥재 및 쿠션재에 대한 TGA 분석결과의 요약 99
표 2.3.5. 화재물성 측정 실험에 적용된 가연물 정보 요약 101
표 2.3.6. 연소실험 가연물 샘플 사진 101
표 2.4.1. ISO 5660-1 콘칼로리미터시험 개요 122
표 2.4.2. 시편의 종류 및 특성 123
표 2.4.3. 고정가연물의 연소발열량 측정 결과 128
표 2.4.4. 고정가연물의 연소물성 데이터 결과 129
표 2.4.5. 고정가연물의 연소물성 데이터 결과 130
표 2.4.6. 고정가연물의 연소물성 데이터 결과 131
표 2.4.7. 고정가연물의 연소물성 데이터 결과 132
표 2.4.8. 고정가연물의 연소물성 데이터 결과 133
표 2.4.9. 시험체 개요 136
표 2.4.10. 연소실험의 점화방법 139
표 2.5.1. 대표적인 상용 스프링클러의 기본 특성 정리. 181
표 2.5.2. 작동온도 시험 결과 182
표 2.5.3. RTI 측정 시험 결과 183
표 2.5.4. 평균 직경의 측정 시험 결과 189
표 2.5.5. 액적크기 측정 대상 스프링클러 헤드 개요 190
표 2.6.1. FDS에서 이온화식 연기감지기의 기본 장치 물성치 197
표 2.6.2. FDS에서 이온화식 연기감지기의 기본 장치 물성치 202
표 2.6.3. 현재연구에서 사용된 온도고정 열감지기의 장치 물성치 측정 210
표 2.7.1. 거실제연설비에 대한 건축법과 소방법의 비교 227
표 2.7.2. 부속실 제연설비에 대한 건축법과 소방법 비교 228
표 2.7.3. 선진국의 제연설비 설계방식과 설계기준 230
표 2.7.4. 각국의 제연설비 기준 비교 분석 231
표 2.7.5. 승강장(부속실) 및 승강로 가압 규정 대비표 232
표 2.7.6. 승강장 급기가압 시험 대상 건축물 개요 및 시험모드 239
표 2.7.7. 승강장 급기가압 실험결과 요약 240
표 2.7.8. 승강장 급기가압 실험결과 요약 241
표 2.7.9. 세대 개방에 따른 방연풍속 비교 241
표 2.8.1. 피난안전구역 관련 법규 비교 247
표 2.8.2. 초고층 건축물의 고층부 화재시 진압대원 상태 251
표 2.8.3. 실험개요 252
표 2.8.4. 국외 초고층 건축물의 피난대안전구역 관련 기준 255
표 2.9.1. 온도측정 열전대의 위치 및 실험에 사용된 열전대 형태 263
표 2.9.2. 단일구획공간 화재실험 시나리오 및 구성 가연물 267
표 2.9.3. 헵탄의 연료 물성 273
표 2.9.4. 헵탄 풀화재의 이론발열량과 측정발열량의 비교 274
표 2.9.5. 화재시나리오별 열전대 측정의 최대측정오차 298
표 2.10.1. 가연물의 실화재 실험에 따른 화재성장율과 최대발열량 비교 313
표 2.11.1. t2 화재의 분류(NFPA) 325
표 2.11.2. 용도별 구획공간 화재의 가연물 구성 330
표 2.11.3. 가연물의 실화재 실험에 따른 화재성장율과 최대발열량 비교 335
표 2.12.1. 해석대상 화재시나리오별 격자해상도 지수 339
표 2.12.2. 해석대상 화재시나리오별 무차원수 검증범위 340
표 2.12.3. 해석대상 화재시나리오별 당량비 340
표 2.13.1. 본 연구에 사용된 총괄 당량비 361
표 2.13.2. FDS에서 사용된 연료들의 입력 값 370
표 2.13.3. 현재 연구에서 고려된 격자 사이즈 372
표 2.13.4. 개구부 위치변화에 따른 평균 질량유량과 예측된 총괄당량비 381
표 2.13.5. 개구부 위치변화에 따른 평균 질량유량과 예측된 총괄당량비 383
표 2.13.6. 개구부 위치변화에 따른 평균 질량유량과 예측된 총괄당량비 386
표 2.13.7. 당량비가 0.2일 때 개구부 변화에 따른 평균 공기질량유량 및... 396
표 2.13.8. 당량비가 1.0일 때 개구부 변화에 따른 평균 공기질량유량 및... 398
표 2.13.9. 당량비가 2.0일 때 개구부 변화에 따른 평균 공기질량유량 및... 401
표 2.15.1. 1차 실험에 적용된 스프링클러 헤드 제원 및 설치위치 430
표 2.15.2. 온도측정 열전대 위치 및 형태 430
표 2.15.3. 판열유속계에 의해 유추된 발열량과 이론 발열량 432
표 2.15.4. 영상분석을 통한 스프링클러 헤드 작동시간 433
표 2.15.5. 40cmx80cm 풀화재 실험에 작용된 스프링클러 헤드제원 436
표 2.15.6. 80cmx80cm 풀화재 실험에 작용된 스프링클러 헤드제원 437
표 2.15.7. 온도측정 열전대 위치 및 형태 438
표 2.15.8. 40cmx80cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드 작동시간 440
표 2.15.9. 80cmx80cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드 작동시간 441
표 2.15.10. 1차 실험에 사용된 헤드의 작동온도 및 RTI 443
표 2.15.11. 2차 실험 #1에 사용된 헤드의 작동온도 및 RTI 443
표 2.15.12. 2차 실험 #2에 사용된 헤드의 작동온도 및 RTI 443
표 2.15.13. 40cmx40cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드 작동 시간과... 446
표 2.15.14. 40cmx80cm 실험의 구획공간에서의 스프링클러작동... 447
표 2.15.15. 80cmx80cm 풀화재 실험에서 측정된 스프링클러작동 시간과... 449
표 2.16.1. 연기확산 실험 화재 시나리오 및 제연설비 가동여부 460
표 2.16.2. 5차 실험에서 연기의 계단실 상승속도 465
표 2.17.1. 피난허용시간 성능기준(고시 2012-118호) 489
표 2.17.2. 감광계수 및 가시거리에 따른 시야확보 490
표 2.17.3. 해외 연구진들이 제시한 허용연기농도 및 가시거리 491
표 2.17.4. 복사강도에 따른 인체상태 493
표 2.17.5. 공기온도에 따른 생존한계시간 493
표 2.17.6. 화재위치 산정 및 피난시나리오 495
표 2.17.7. 화재위치 산정 및 피난시나리오 496
그림 1.1.1. 화재해석의 불확실성에 따른 신뢰성 오류 32
그림 1.1.2. 실험결과와 비교를 통한 신뢰성 평가 33
그림 2.1.1. 초고층 건축물 화재 사례 42
그림 2.1.2. 계단실과 엘리베이터 샤프트에 연기누설 흔적 45
그림 2.1.3. 바닥슬라브와 외벽 사이의 틈새 45
그림 2.1.4. 알루미늄 복합판넬(우신골든스위트 외장재)의 재료 구성 51
그림 2.1.5. 외벽연소상황 52
그림 2.1.6. 층수별 초고층 건축물 현황 53
그림 2.1.7. 지하층-사용용도 53
그림 2.1.8. 지상 1층~지상 3층 사용용도 53
그림 2.1.9. 지상 4층~지상 10층 사용용도 54
그림 2.1.10. 지상 1층~지상 3층 사용용도 54
그림 2.1.11. 국내 초고층주상복합건축물 코어형태 55
그림 2.2.1. 가연물 조사리스트와 장소별 가연물 리스트 61
그림 2.2.2. 공간용도별 가연물 실태조사 사진 62
그림 2.2.3. 구글스케치업을 이용한 가연물 형상화 62
그림 2.2.4. 표면적의 계산방법의 예시 77
그림 2.2.5. 체적 계산방법의 예시 77
그림 2.2.6. 의자의 표면적과 부피 계산 78
그림 2.3.1. TGA 분석에 따른 기준온도와 반응율 평가 90
그림 2.3.2. 초고층건물 주거공간의 붙박이 가구류 91
그림 2.3.3. 하이그로시 MDF 소재의 적용과 구성 92
그림 2.3.4. 초고층 주거공간의 바닥재 적용예 92
그림 2.3.5. MDF 관련 시편 판재(MDF, 시트지 MDF, 하이그로시 MDF) 93
그림 2.3.6. MDF 와 시트지 부착 MDF 시편재료의 온도에 따른 질량분율... 95
그림 2.3.7. 시트지 부착 MDF와 시트지 시편재료의 온도에 따른 질량분율... 96
그림 2.3.8. 하이그로시 MDF와 하이그로시 코팅재료의 온도에 따른... 96
그림 2.3.9. 비접착식 데코타일과 접착식 데코타일의 온도에 따른 질량분율... 97
그림 2.3.10. 비접착식 데코타일과 PVC 장판재의 온도에 따른 질량분율 및... 98
그림 2.3.11. 소파 외피(인조/합성)와 내부충전재의 온도에 따른 질량분율 및... 98
그림 2.3.12. 시편가연물 화재물성 측정장치 사진 100
그림 2.3.13. PVC 장판재의 FDS 해석결과와 실험의 비교 119
그림 2.3.14. PVC 장판재의 FDS 해석결과와 실험의 발열량 비교 119
그림 2.3.15. PVC 장판재의 FDS 해석결과와 실험의 연소율 120
그림 2.4.1. 실험 1~9의 착화시간(바닥재, 벽지 류, 천장판) 125
그림 2.4.2. 실험 10~21의 착화시간(내장용 판재) 125
그림 2.4.3. 실험 1~9의 단위면적당 열방출률(바닥재, 벽지류, 천장판) 126
그림 2.4.4. 실험 10~21의 단위면적당 열방출를(내장용 판재) 126
그림 2.4.5. 실험 1~9의 최대일산화탄소발생량(바닥재, 벽지류, 천장판) 127
그림 2.4.6. 실험 10-21의 최대일산화탄소발생량(내장용 판재) 127
그림 2.4.7. 실험 1~9의 최대이산화탄소발생량(바닥재, 벽지류, 천장판) 127
그림 2.4.8. 실험 10-21의 최대이산화탄소발생량(내장용 판재) 128
그림 2.4.9. ISO 9705 룸코너시험기 사진 134
그림 2.4.10. 실험 개요 134
그림 2.4.11. 시험체의 크기 및 특성 137
그림 2.4.12. 시험체의 크기 및 특성 138
그림 2.4.13. 점화용 버너 140
그림 2.4.14. 온도 측정 위치 141
그림 2.4.15. 온도 측정 장소 142
그림 2.4.16. 실험 1(매트리스) 146
그림 2.4.17. 실험 2(TV A사) 146
그림 2.4.18. 실험 3(TV B사) 147
그림 2.4.19. 실험 4(소형 냉장고) 147
그림 2.4.20. 실험 5(전기 밥솥) 147
그림 2.4.21. 실험 6(싱크대) 148
그림 2.4.22. 실험 7(선풍기) 148
그림 2.4.23. 실험 8(가습기) 148
그림 2.4.24. 실험 9(정수기) 149
그림 2.4.25. 실험 10(사무용 의자) 149
그림 2.4.26. 실험 11(1인용 소파) 149
그림 2.4.27. 실험 12(컴퓨터 본체, 모니터, 프린터) 150
그림 2.4.28. 실험 13(책상+의자+서랍장) 150
그림 2.4.29. 실험 1 매트릭스 연소성상 151
그림 2.4.30. 실험 2 TV 연소성상(A사) 152
그림 2.4.31. 실험 3 TV 연소성상(B사) 153
그림 2.4.32. 실험 4 냉장고의 연소성상 154
그림 2.4.33. 실험 5 전기밥솥의 연소성상 155
그림 2.4.34. 실험 6 주방용 싱크대의 연소성상 156
그림 2.4.35. 실험 7 선풍기의 연소성상 157
그림 2.4.36. 실험 8 가습기의 연소성상 158
그림 2.4.37. 실험 9 정수기의 연소성상 159
그림 2.4.38. 실험 10 사무용 의자의 연소성상 160
그림 2.4.39. 실험 11 소파의 연소성상 161
그림 2.4.40. 실험 12 컴퓨터 본체, 모니터, 프린터의 연소성상 162
그림 2.4.41. 실험 13 책상, 의자, 서랍장의 연소성상 163
그림 2.4.42. 온도 측정 결과 168
그림 2.4.43. 온도 측정 결과 169
그림 2.4.44. 온도 측정 결과 170
그림 2.4.45. 온도 측정 결과 171
그림 2.4.46. 온도 측정 결과 172
그림 2.5.1. Schematic design of FMRC plunge-test tunnel 174
그림 2.5.2. 사진 기법을 이용한 고압 노즐 분무각 측정의 예 177
그림 2.5.3. 평균직경 1.0 mm 이고 γ와 σ가 각각 2.4와 0.6인 경우에 대한... 178
그림 2.5.4. 입자를 통과하는 광원의 회절 패턴 179
그림 2.5.5. Fraunhofer diffraction method(Malvern 시스템)의 개략도와... 180
그림 2.5.6. POPA 시스템의 개략도 및 장치의 측정부 사진 180
그림 2.5.7. 시험에 사용된 플러쉬형과 원형 스프링클러 헤드의 형상 181
그림 2.5.8. 작동 온도 시험 장치의 개략도 182
그림 2.5.9. TYPE01, TYPE02, TYPE05에 대한 압력 대 유량 측정 결과 185
그림 2.5.10. 원본 이미지와 후처리된 이미지의 비교 186
그림 2.5.11. TYPE01, TYPE02, TYPE05에 대한 분무각 측정 결과 186
그림 2.5.12. 액적 크기 측정을 위한 실험 장치의 개략도 187
그림 2.5.13. TYPE01 스프링클러에 헤드로부터 분사된 분무의 하류 1m,... 188
그림 2.5.14. 측정된 평균입경을 이용하여 계산된 TYPE05 헤드에 대한... 189
그림 2.5.15. 스프링클러의 헤드에 따른 누적액적크기분포 비교 191
그림 2.5.16. 스프링클러 헤드별 평균액적 크기 비교 192
그림 2.6.1. Heskestad와 Cleary 모델에서 얻어진 정보의 데이터 변환 과정 196
그림 2.6.2. 본 연구에 사용된 화재감지기평가장치 198
그림 2.6.3. 0.10m/s의 유속상태에서 데이터 변환 199
그림 2.6.4. Heskestad모델에서의 체류시간과 특성길이 측정 200
그림 2.6.5. Creary모델에서의 체류 및 혼합 시간 측정 201
그림 2.6.6. 실험을 통한 감지기의 acdvation_obscuration 데이터 변환 202
그림 2.6.7. 감지기 활성화를 통한 평균 OPM(obscuration per meter) 202
그림 2.6.8. FDS를 이용한 계산 영역 도식화 204
그림 2.6.9. Heskestad와 cleary모델에서의 기본과 측정 값의 작동시간 204
그림 2.6.10. 화재감지기평가장치 207
그림 2.6.11. 고정된 온도 열 감지기 사진 208
그림 2.6.12. 화재 실험 사진 및 실규모 구획의 모식도 208
그림 2.6.13. 열감지기의 작동온도(감지센서가 포함된 그림) 209
그림 2.6.14. 천장유동의 RTI값 211
그림 2.6.15. 수직 유동의 RTI값 212
그림 2.6.16. 실규모 실험과 FDS의 개시시간 비교 213
그림 2.7.1. 계단실과 엘리베이터 샤프트 가압 222
그림 2.7.2. NIST CONTAMW 네트워크 모델 234
그림 2.7.3. 그림 적용대상 건물의 간략화된 해석모델[원문불량;p.208] 234
그림 2.7.4. 해석 대상건축물의 층별 차압분포 235
그림 2.7.5. 해석 대상건축물 지하 2층 50Pa 가압시 층별 차압분포 235
그림 2.7.6. 시뮬레이션 대상공간 형상 및 격자계 237
그림 2.7.7. 연층확산 시뮬레이션 결과 237
그림 2.7.8. 승강로 가압시 연층확산 시뮬레이션 238
그림 2.7.9. 승강장 급기가압 실태조사(A-1건물) 239
그림 2.7.10. 층별 차압실험 결과의 비교 240
그림 2.7.11. C, D 건물의 급기가압 실험 사진 242
그림 2.8.1. 실험계측장비 및 소방대원 공기호흡기 착용 및 진입 252
그림 2.9.1. 실험대상 구획공간 크기 및 주요측정 위치 258
그림 2.9.2. 실험대상 구획공간 크기 및 주요측정 위치 261
그림 2.9.3. 노출비드형 열전대 온도측정의 복사열 영향 261
그림 2.9.4. 이중차폐형 흡입식 열전대의 형상 262
그림 2.9.5. 열전대 트리 및 흡입식 열전대의 설치 사진 262
그림 2.9.6. 판열유속계와 사진 264
그림 2.9.7. 양방향 유속계의 사진 및 단면 치수 265
그림 2.9.8. 출입구에 설치된 연기밀도 측정장치 266
그림 2.9.9. 실험에 사용된 헵탄 풀화원 사진 266
그림 2.9.10. 주거공간 거실화재의 가연물 배치 사진 268
그림 2.9.11. 사무공간 실물화재를 위한 가연물 배치 사진 269
그림 2.9.12. 주방공간 실물화재를 위한 가연물 배치 사진 269
그림 2.9.13. 사무용 소파화재를 위한 가연물 배치 사진 270
그림 2.9.14. 침실공간 화재를 위한 가연물 배치 사진 271
그림 2.9.15. 헵탄 풀화재의 크기에 따른 화염형상 및 구획공간 화재 사진 271
그림 2.9.16. 풀화재의 발열량 측정 결과의 재현성 272
그림 2.9.17. 헵탄 풀화재의 측정발열량 273
그림 2.9.18. 80cmx80cm 헵탄화재시 내화단열재 외피의 연소 274
그림 2.9.19. 풀화재 크기에 따른 Tree#1에서의 온도변화 275
그림 2.9.20. 풀화재 크기에 따른 Tree#2에서의 온도변화 276
그림 2.9.21. 풀화재 크기에 따른 양방향 유속계 위치에서의 온도변화 277
그림 2.9.22. 풀화재 크기에 따른 공간내 1.8m... 278
그림 2.9.23. 80cmx80cm 풀화재시 출입구에서의 속도변화 279
그림 2.9.24. 풀화재시 출입구에서의 준정상상태 수직방향 평균... 280
그림 2.9.25. 시간에 따른 거실공간 화재진행 상황 281
그림 2.9.26. 시간에 따른 사무공간 화재진행 상황 282
그림 2.9.27. 주거용 거실과 사무공간의 화재발열량 비교 283
그림 2.9.28. 시간에 따른 주방공간 화재진행 상황 283
그림 2.9.29. 시간에 따른 사무공간 소파세트 화재진행 상황 284
그림 2.9.30. 시간에 따른 침실공간 화재진행 상황 285
그림 2.9.31. 주방, 사무용 회의실, 침실공간의 화재발열량 비교 286
그림 2.9.32. 실물화재에 대한 열전대 Tree#1의 온도변화 286
그림 2.9.33. 실물화재에 대한 열전대 Tree#2의 온도변화 287
그림 2.9.34. 실물화재에 대한 양방향유속계 위치의 수직방향 온도변화 288
그림 2.9.35. 화재시나리오에 대한 열전대 위치별 상층부... 288
그림 2.9.36. 발열량에 따른 측정위치별 상층부 최고온도 관계 289
그림 2.9.37. 실물화재에 대한 공간내 1.8m... 290
그림 2.9.38. 발열량에 따른 공간내 산소농도 변화 291
그림 2.9.39. 발열량에 따른 공간내 이산화탄소농도 변화 291
그림 2.9.40. 발열량에 따른 공간 내 일산화탄소 농도 변화 292
그림 2.9.41. 주방화재에 대한 출입구에서의 속도변화 293
그림 2.9.42. 실물화재실험시 준정상상태의 출입구... 294
그림 2.9.43. 발열량에 따른 준정상상태의 출입구 상층부 최고... 294
그림 2.9.44. 1차 실험과 2차 실험의 흡입식 열전대 및 노출비드 크기가... 295
그림 2.9.45. 80cmx80cm 풀화재시 측정위치에 따른 흡입식 및... 296
그림 2.9.46. 화재시나리오별 높이 30cm 위치에 설치된 흡입식 및... 297
그림 2.9.47. 화재발열량과 화원으로부터 측정점까지의 거리에... 299
그림 2.9.48. 구획화재 실험을 통한 공간내 1.8m 높이에서의... 300
그림 2.9.49. 구획화재 실험을 통한 공간내 1.8m 높이에서의... 301
그림 2.9.50. 구획화재 실험을 통한 공간내 1.8m 높이에서의... 302
그림 2.9.51. 구획화재 실험을 통한 공간내 1.8m 높이에서의... 303
그림 2.10.1. 다중 구획공간 실화재 실험 공간의 주요 치수 304
그림 2.10.2. 다중 구획공간 풀화재 배치도 305
그림 2.10.3. 다중 구획공간 소파화재실험 배치도 306
그림 2.10.4. 풀화재에 의한 내장재 화염전파과정(Room#1) 307
그림 2.10.5. 풀화재에 의한 내장재 화염전파과정(Room#2) 308
그림 2.10.6. 풀화재에 의한 내장재 화염전파과정의 화재실... 308
그림 2.10.7. 풀화재에 의한 내장재 화염전파과정의 주방내부... 309
그림 2.10.8. 풀화재에 의한 내장재 화염전파과정의 Room#2... 310
그림 2.10.9. 가정용 소파의 화재전파 과정(Room#1) 311
그림 2.10.10. 단일가연물 화염전파과정의 Room#1 온도변화 311
그림 2.10.11. 단일가연물 화염전파과정의 주방 온도변화 312
그림 2.10.12. 단일가연물 화염전파과정의 Room#2 온도변화 313
그림 2.10.13. 다중 구획공간 가연물 배치 및 구조 315
그림 2.10.14. 다중 구획공간의 화염전파 316
그림 2.10.15. Room#2의 초기가연물 근처의 온도 변화 317
그림 2.10.16. Room#2의 수직방향 열전대에 의해 측정된 온도 변화 318
그림 2.10.17. 주방의 수직방향 열전대에 의해 측정된 온도 변화 319
그림 2.10.18. Room#1에서의 수직방향 열전대에 의해 측정된 온도변화 320
그림 2.10.19. Room#2의 1.8m 위치에서 측정된 산소농도 변화 321
그림 2.10.20. Room#2의 판열유속계에 의해 측정된 온도로... 322
그림 2.10.21. Room#2의 상층부 바닥면에서 측정된 온도변화 323
그림 2.11.1. 시간 제곱의 화재성장곡선의 평가방법 324
그림 2.11.2. 소형 냉장고의 측정 발열량 및 화재성장... 326
그림 2.11.3. 주방용 싱크대의 측정발열량 및 화재성장 곡선... 327
그림 2.11.4. 가정용 소파의 측정발열량 및 화재성장... 328
그림 2.11.5. 사무용 책상세트의 측정발열량 및 화재성장... 328
그림 2.11.6. 실험대상 구획공간 사진 329
그림 2.11.7. 주거용 거실공간 화재 측정발열량과 화재성장곡선 비교 331
그림 2.11.8. 사무공간 워크스테이션 화재의 측정발열량 및... 332
그림 2.11.9. 사무공간 화재의 발달과 실험 후 공간 및... 332
그림 2.11.10. 주방공간 싱크대 화재 측정발열량과... 333
그림 2.11.11. 사무용 소파세트 화재 측정발열량 및 화재성장곡선... 334
그림 2.11.12. 침실공간 화재 측정발열량 및 화재성장곡선 비교 335
그림 2.11.13. 실화재 실험에 따른 가연물의 질량, 최대발열량,... 336
그림 2.12.1. 화재시뮬레이션 검증대상 단일구획공간 형태 및 좌표 337
그림 2.12.2. 화재시뮬레이션을 위해 발열량데이터 추출 341
그림 2.12.3. 측정 발열량과 입력된 데이터를 이용한 FDS 계산발열량... 342
그림 2.12.4. 40cmx40cm 풀화재에 대한 실험과 해석결과의 비교(Tree#2) 342
그림 2.12.5. 40cmx80cm 풀화재에 대한 실험과 해석결과의 비교(Tree#2) 343
그림 2.12.6. 80cmx80cm 풀화재에 대한 실험과 해석결과의 비교(Tree#2) 343
그림 2.12.7. 풀화재 시나리오에 대한 Z=1.55m 위치에서의 실험결과와... 344
그림 2.12.8. 거실화재 시나리오에 대한 Tree#2 위치에서의 측정온도와... 344
그림 2.12.9. 풀화재 시나리오에 대한 열전대 측정위치별 준정상상태에서의... 345
그림 2.12.10. 실험과 해석모델에 따른 화재 시나리오별 구획공간내... 347
그림 2.12.11. 실험과 해석모델에 따른 화재 시나리오별 구획공간내... 349
그림 2.12.12. 실험과 해석모델에 따른 화재 시나리오별 구획공간내... 350
그림 2.12.13. 실험과 해석모델에 따른 40cmx40cm 풀화재 시나리오의... 351
그림 2.12.14. 실험과 해석모델에 따른 40cmx80cm 풀화재 시나리오의... 351
그림 2.12.15. 실험과 해석모델에 따른 80cmx80cm 풀화재 시나리오의... 352
그림 2.12.16. 실험과 해석모델에 따른 거실 화재 시나리오의 각 위치별... 353
그림 2.12.17. 실험과 해석모델에 따른 주방 화재 시나리오의 각 위치별 구획공간... 353
그림 2.13.1. 25% 축소된 ISO9705 공간과 측정장치의 위치 358
그림 2.13.2. 현재 실험에 사용된 25% 축소된 ISO09705 공간 사진 358
그림 2.13.3. 동일한 환기계수가 사용된 수직 개구부의 모습 360
그림 2.13.4. 글래스 비드로 채워진 사각버너의 실제 모습 361
그림 2.13.5. 플레이트 써머미터 사진 362
그림 2.13.6. 플레이트 써머미터 및 열유속게이지 사진 363
그림 2.13.7. 연료 유량을 점화로부터 시간에 따른 함수 364
그림 2.13.8. 열유속을 측정하기위한 플레이트 써머미터의 모습 365
그림 2.13.9. 플래이트판의 유효성을 위해 환기부족화재에서의... 365
그림 2.13.10. FDS에서 사용된 LES 개념 367
그림 2.13.11. 25%축소된 ISO 9705 룸에서의 화재역학 예측을 위한... 372
그림 2.13.12. DW20L의 천장 근처의 앞, 뒤 온도 비교를 통한 격자 민감도... 373
그림 2.13.13. 총괄당량비와 D*를 이용한 격자 결정의 일반적인 수립 374
그림 2.13.14. 총괄당량비로서 앞, 뒤 샘플링 온도 375
그림 2.13.15. 총괄당량비의 평균 온도 분포와 실제 화염 사진 375
그림 2.13.16. 총괄당량비에 따른 완전혼합기와 천장에서의 온도 비교 376
그림 2.13.17. DW05L 조건에서 당량비가 0.2, 1.0, 2.0 일때의 FDS 데이터와... 377
그림 2.13.18. 당량비가 0.2, 1.0, 2.0일 때 입구위치에 따른 FDS 데이터와... 377
그림 2.13.19. 당량비가 0.2일 때 구획화재 사진 378
그림 2.13.20. 당량비가 0.2일 때 온도 변화 비교 379
그림 2.13.21. 당량비가 0.2일 때 높이에 따른 평균온도 비교 379
그림 2.13.22. 당량비가 0.2일 때 개구부 위치에 따른 열유속 비교 380
그림 2.13.23. 당량비가 0.2일 때 개구부의 위치변화에 따른 공기 질량 유량 380
그림 2.13.24. 당량비가 1.0일 때 구획화재 사진 381
그림 2.13.25. 당량비가 1.0일 때 온도 변화 비교 382
그림 2.13.26. 당량비가 1.0일 때 개구부 위치에 따른 열유속 비교 382
그림 2.13.27. 당량비가 0.2일 때 개구부의 위치변화에 따른 공기 질량 유량 383
그림 2.13.28. 당량비가 1.0일 때 개구부의 위치변화에 따른 y-z영역의 평균... 384
그림 2.13.29. 당량비가 2.0일 때 구획화재 사진 385
그림 2.13.30. 당량비가 1.0일 때 온도 변화 비교 385
그림 2.13.31. 당량비가 2.0일 때 개구부의 위치변화에 따른 공기 질량 유량 386
그림 2.13.32. 당량비가 2.0일 때 개구부의 위치변화에 따른 y-z 영역의 평균... 387
그림 2.13.33. 개구부위치 변화로 시간변화에 따른 연료질량과 MLRPUA 388
그림 2.13.34. 헵탄 풀화재의 개구부 위치 변화에 따른 온도 비교 388
그림 2.13.35. 당량비가 0.2, 1.0, 2.0일 때 FDS값과 실험 값의 온도 비교 390
그림 2.13.36. 당량비가 0.2, 1.0, 2.0일 때 FDS값과 실험 값에 대한 온도... 391
그림 2.13.37. 당량비가 0.2, 1.0, 2.0일 때 FDS값과 실험 값에 대한 온도... 392
그림 2.13.38. 당량비가 0.2일 때 개구부 변화에 따른 구획 화재 사진 393
그림 2.13.39. 당량비가 0.2일 때 개구부 변화에 따른 온도 비교 394
그림 2.13.40. 당량비가 0.2일 때 높이에 따른 평균 온도비교 394
그림 2.13.41. 당량비가 0.2 일때 높이에 따른 열유속 비교 394
그림 2.13.42. 당량비가 0.2일 때 개구부 위치변화에 따른 공기 질량 유량 395
그림 2.13.43. 당량비가 1.0일 때 개구부 변화에 따른 구획 화재 사진 396
그림 2.13.44. 당량비가 1.0일 때 개구부 변화에 따른 온도 비교 397
그림 2.13.45. 당량비가 1.0일 때 높이에 따른 열유속 비교 397
그림 2.13.46. 당량비가 1.0일 때 개구부 위치변화에 따른 공기 질량 유량 398
그림 2.13.47. 당량비가 1.0일 때 개구부의 위치변화에 따른 y-z면에서의... 399
그림 2.13.48. 당량비가 2.0일 때 개구부 변화에 따른 구획 화재 사진 399
그림 2.13.49. 당량비가 2.0일 때 개구부 변화에 따른 온도 비교 400
그림 2.13.50. 당량비가 2.0일 때 재구부 위치변화에 따른 공기 질량 유량 401
그림 2.13.51. 당량비가 2.0일 때 개구부의 위치변화에 따른 y-z면에서의 평균... 401
그림 2.13.52. 개구부 위치에 따른 시간에 따른 연료질량 변화와 MLRPUA 403
그림 2.13.53. 헵탄 풀 화재에서 개구부 위치변화에 따른 온도 비교 403
그림 2.14.1. PRISME 문 실험에 따른 DIVA 장치 전개도 405
그림 2.14.2. 측정지점과 윗면에서 본 두 개의 구획 406
그림 2.14.3. PRISME 문 실험에서 사용된 환기 구조 406
그림 2.14.4. 환기구조에 따른 MLRPU-A와 연료 감소 407
그림 2.14.5. 과환기화재와 환기부족화재에 따른 룸1, 2의 출입 덕트에서... 408
그림 2.14.6. 격자 민감도 분석에 따른 방1의 벽과 가스 온도의 비교 410
그림 2.14.7. 최대 HRR에서 500s후 y=평균 3.0m인 지점에서의 O₂분율과 흐... 411
그림 2.14.8. 방1과 방2의 문에서의 환기유동변화에 따른 가스 온도 비교 412
그림 2.14.9. 방1과 방2의 문에서의 환기유동변화에 따른 벽 온도 비교 413
그림 2.14.10. 방1과 방2의 환기유동변화에 따른 열유속 온도 비교 414
그림 2.14.11. 방1과 방2의 환기유동변화에 따른 주요 화학종 비교 415
그림 2.14.12. 방2의 환기유동변화에 따른 주용 화학종 비교 416
그림 2.14.13. 최대 HRR에서 500s후 y=평균 3.0m인지점에서 O2 분율과... 418
그림 2.14.14. 방1과 방2의 문에서의 환기유동변화에 따른 가스 온도 비교 419
그림 2.14.15. 방1과 방2의 문에서의 환기유동변화에 따른 벽면의 온도... 421
그림 2.14.16. 방1과 방2의 환기유동변화에 따른 열유속 비교 422
그림 2.14.17. FDS화재 모델에 따른 소염 기준 423
그림 2.14.18. 다양한 환기조건에서 500s 후 y=평균 3.0m인지점에서의 O₂분... 424
그림 2.14.19. 방1에서 환기유동변화에 따른 주요화학종 비교 425
그림 2.14.20. 방2에서 환기유동변화에 따른 주요화학종 비교 426
그림 2.15.1. 1차 실험 구획공간 치수 및 주요 설비 위치 429
그림 2.15.2. 판 열유속계 외부모습 431
그림 2.15.3. 화원으로 사용된 풀 431
그림 2.15.4. 판 열유속계에 의해 측정된 화재발열량 432
그림 2.15.5. 1차 실험의 열전대에서 측정된 구획공간... 433
그림 2.15.6. 3회 반복 실험의 스프링클러헤드 작동시간 434
그림 2.15.7. 1차 실험 결과의 스프링클러헤드 작동시간... 434
그림 2.15.8. 2차 실험 구획공간 내부 치수 및 주요 설비위치 435
그림 2.15.9. 40cmx80cm 풀화재 화원으로 사용된 풀 435
그림 2.15.10. 80cmx80cm 풀화재 화원으로 사용된 풀 436
그림 2.15.11. 40cmx80cm 풀화재의 측정발열량 438
그림 2.15.12. 80cmx80cm 풀화재의 측정발열량 439
그림 2.15.13. 40cmx80cm 풀화재의 구획공간 최고온도 439
그림 2.15.14. 80cmx80cm 풀화재의 구획공간 최고온도 440
그림 2.15.15. 40cmx80cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드 작동시간 440
그림 2.15.16. 80cmx80cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드 작동시간 441
그림 2.15.17. FDS상의 해석공간 형상 442
그림 2.15.18. FDS 스프링클러 설정 444
그림 2.15.19. BRANZFIRE 스프링클러 설정 444
그림 2.15.20. 40cmx40cm 풀화재 실험의 구획공간 온도 445
그림 2.15.21. 40cmx40cm 풀화재 실험의 스프링클러헤드... 446
그림 2.15.22. 40cmx80cm 풀 화재의 구획공간... 447
그림 2.15.23. 40cmx80cm 실험의 구획공간에서의... 448
그림 2.15.24. 80cmx80cm 풀 화재의... 449
그림 2.15.25. 80cmx80cm 풀화재 실험에서 측정된 스프링클러작동... 450
그림 2.16.1. 연기확산 실험이 진행된 대구광역시... 451
그림 2.16.2. 101동 건물의 내부 단면도 452
그림 2.16.3. 고온 연기에 의한 부력플럼과 헬륨 플럼의 개략도 453
그림 2.16.4. 포그머신에서 발생된 연기와 헬륨을... 454
그림 2.16.5. 1차 실험이 진행된 세대 구조와 실험 장치 및... 455
그림 2.16.6. 2차 실험이 진행된 세대 구조와 실험 장치 및 설비... 456
그림 2.16.7. 3차 실험이 진행된 세대 구조와 실험... 457
그림 2.16.8. 5차 실험이 진행된 세대 구조와 실험 장치 및 설비 위치 458
그림 2.16.9. 3차 실험이 진행된 세대 구조와 실험 장치 및 설비 위치 459
그림 2.16.10. 1차 실험에서 측정된 1.8 m 부근 광소멸상수 460
그림 2.16.11. 1차 실험에서 반사표식의 가시도 변화 461
그림 2.16.12. 2차 실험에서 측정된 1.8 m 부근 광소멸 상수 461
그림 2.16.13. 2차 실험에서 반사표식의 가시도 변화 462
그림 2.16.14. 3차 실험에서 출입구 개방 후 연기 확산정도 463
그림 2.16.15. 4차 실험에서 출입구 개방 후 연기... 464
그림 2.16.16. 5차 실험에서 6F 과 8F의 연기 포착 시간 465
그림 2.17.1. Time Line 분석 개념도 468
그림 2.17.2. 화재감지시간 성능평가과정 469
그림 2.17.3. RSET과 AST에 의한 평가 472
그림 2.17.4. 화재 시 개인의 의사결정 과정 475
그림 2.17.5. 연기에 따른 시야장애(휘도저하) 설명도 492