업무시설의 주요가연물 연소특성에 관한 실험적 연구

이병흔(Lee, Byeongheun),진승현(Jin, SeungHyun),김동은(Kim, DongEun),권영진(Kwon, Youngjin) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.1

건축물의 화재안전 확보를 목적으로 도입된 성능위주설계는 시뮬레이션 등 공학적 해석을 요구한다. 하지만 국내에서는미국과 일본 등의 기준 및 자료에 의존하고 있는 상황이다. 본 연구에서는 기초적 데이터 확보 및 공학적 설계를 위한 방안을확보하기 위해 업무시설의 가연물의 화재하중을 측정하였다. 동시에 대상 시설에서 공통적으로 조사된 주요가연물을 선정하여룸코너 시험기 후드를 이용해 실물실험을 실시하였다. 또한, 가연물의 성장단계별로 구분한 결과를 바탕으로 화재성장률을도출하여 국내 가연물의 연소특성을 적용할 수 있는 방안을 제안했다. In this study, the dangers surrounding vehicular fires were identified by means of statistical analysis of the national fire information system. The analysis was conducted on the operation time of the sprinkler fire extinguisher, which plays the most essential role during the initial fire extinguishing attempt, in case of a fire outbreak. A simulation was created using the application guidelines pertaining to a sprinkler head located close to a beam as provided in NFSC 103. The operation time of the sprinkler head was analyzed for the case of a parking lot fire where a fan was operated. Fire Dynamics Simulator was used as the simulation program. Performance-based design (PBD) that is introduced to secure the fire safety of buildings requires engineering analysis such as simulation.

화재 확대 및 건축물 연면적을 고려한 건축물 용도별 화재위험분석에 관한 연구

진승현(Jin,Seunghyeon),이병흔(Lee,Byeongheun),김혜원(Kim,Hyewon),구인혁(Koo,Inhyuk),권영진(Kwon,Youngjin),서동구(Seo,Donggoo) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.6

국내 건축물의 화재위험평가를 위한 화재위험분석은 화재건수별 화재 확대;건축물 규모를 고려하지 못하고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 화재 확대 및 건축물의 규모를 고려한 화재위험분석을 실시하기 위하여 건축물의 규모가 화재확대에 미치는 영향을 검토하였으며;화재가 확대된 화재 건수 및 건축물 연면적을 활용하여 화재위험을 분석하였다. 그 결과 건축물 층수가 11층 이상이면 화재확대빈도가 증가했으며;연면적이 1,000 m² 이상 증가했을 때 소규모 화재발생 비율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 화재위험을 도출한 결과 건강관리시설(25.7 × 10⁻³인/년);의료시설(4.29 × 10⁻³인/년);위락시설(0.91 × 10⁻³인/년)의 화재위험이 높은 시설로 분석되었다. Fire risk analysis models utilized for the fire risk assessment of domestic structures do not usually take into account flame spread and building size. Therefore;in this study;the effect of the building size on flame spread was investigated. Results showed that the frequency of occurrence of fires increased when the building has 11 or more floors. Additionally;the rate of occurrence of small-scale fires also increased when the total floor area was greater than or equal to 1,000 m². From the risk analysis;the fire risk of health care;medical;and recreational facilities were calculated to be 25.7 × 10⁻³;4.29 × 10⁻³;and 0.91 × 10⁻³ persons per year;respectively. As such;these were classified as high-risk facilities.

화재이론에 기초한 천장재 종류별 위험성 분석에 관한 연구

김혜원 ( Kim¸ Hyewon ),김윤성 ( Kim¸ Yunseong ),이병흔 ( Lee¸ Byeongheun ),진승현 ( Jin¸ Seunghyeon ),구인혁 ( Koo¸ Inhyuk ),권영진 ( Kwon¸ Youngjin ) 한국건축시공학회 2021 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.2

In general, when a building fire occurs, the heat flow rises by buoyancy, which affects the temperature rise of the ceiling. In addition, when the ceiling ignites, the fire spreads rapidly due to horizontal spread and radiant heat. According to the fire investigation, most of the large fires have a common characteristic that the fire spreads to the ceiling and causes many casualties. Therefore, it is considered that it is necessary to review the fire risk of ceiling materials used in buildings to prevent the spread of fire to the ceiling. Therefore, in this study, combustion characteristics such as the amount of heat released and ignition time of each SMC, DMC, and gypsum board were checked using a Cone Calorimeter, and the ignition temperature was calculated by substituting them into the fire theory. As a result, the ignition temperature of SMC was 449K, that of DMC was 1492K, and that of gypsum board was 677K.

창고시설의 화재위험성 저감을 위한 수용품 및 방화구획 기준 구축에 관한 기초적 연구

김윤성(YunSung Kim),진승현(SeungHyeon Jin),이병흔(ByeongHeun Lee),허예림(Yerim Huh),권영진(YungJin Kwon) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

최근 한국에서는 대규모 물류창고가 증가하는 추세에 있다. 이러한 대형 물류창고의 증가는 화재위험성과 직결되는데, 리스크 매트리스를 통한 물류창고 위험도 평가결과 재산피해와 인명피해 모두 4등급 이상으로 측정되는 등 화재위험성이 높은 시설로 구분된다. 이러한 화재위험성 증가에 따라 국가적으로 정부 TF(Task Force)가 구성되었으며 물류창고 안전관리 지침 발간 및 화재안전규정이 강화되었다. 그러나 2020년 이천 물류창고화재, 2021년 쿠팡 물류창고 화재 등 대형화재가 지속적으로 발생하고 있어 이를 저감하기 위한 대책이 필요한 실정이다. 이에 따라 한국에서 발생한 대형화재를 분석한 결과 방화구획, 가연물 기준미비, 소방시설 설치 및 유지관리미비, 높은 화재하중 등의 문제점이 도출되었다. 또한 한국, 일본, 미국의 창고시설 화재안전대책에 대한 기준조사를 실시한 결과 미국 NFPA에서는 창고 내부에 저장되는 수용품 기준을 Class I~IV 등급으로 구분하였고 아울러 플라스틱, 고무 탄성 중합체 등 특수그룹을 더하여 7가지로 세분화 하고 있었다. 또한 일본의 NFC231C규정에서는 수용물품의 발열량과 수납용기의 재질, 포장재의 특성을 포함하여 규정수량 및 보관물품수량을 근거로 하여 I~IV등급으로 분류하고 있다. 그러나 한국의 현행 기준인 NFSC103은 단순히 특수가연물과 그 외의 것으로 구분하고 있다. 또한 창고시설은 같은 면적이더라도 수용품 및 적재방식에 따라 화재위험성에서 매우 차이가 발생하는데, 모든 창고시설을 대상으로 일률적인 소방시설 및 건축설비 기준을 사용하고 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 국내에서는 창고시설의 내부 수용품에 따른 차등적인 화재안전설계를 해야 할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국내 창고시설에서 발생한 대형화재를 분석하여 창고시설의 방화적 문제점을 도출하였으며, 그 문제에 대한 기준적인 문제점을 살펴보기 위해 미국, 일본, 유럽의 기준과 비교하였다. 또한 위에서 도출된 수용품 및 방화구획의 문제점을 해결하기 위해 축소실험 및 화재⋅피난 시뮬레이션을 실시하였으며, 그 결과를 바탕으로 국내 실정에 맞는 기준을 제안하는 것을 목적으로 한다.

개구부에 설치되는 유리의 화재위험성 분석에 관한 연구

한지우(Han, Jiwoo),김혜원(Kim, Hyewon),이병흔(Lee, Byeongheun),진승현(Jin, Seunghyeon),권영진(Kwon, Youngjin) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.1

본 연구는 건축물 화재 시 개구부를 통한 화재확산방지를 위하여 개구부에 설치되는 유리 종류별 내화성능을 분석한 시험적연구이다. 강화유리, 접합유리, 복층유리, 일반유리 등 4가지 재료를 대상으로 유리구획 부분의 내화시험(KS F 2845)을 실시하였으며, 유리 종류별 화재에 대한 위험성을 분석하기 위해 건축물 용도별 화재실 온도예측을 통해 분석하였다. 그 결과 유리종류중 접합유리가 617 ℃에 파열되었고, 열에 가장 잘 견디는 것으로 나타났다. 하지만 구획화재온도를 예측한 결과 약 2분만에 617 ℃에 도달하는 것을 확인되어 화재확산을 방지하기 위한 개구부에 설치되는 유리에 성능적인 재검토가 필요하다. This is an experimental study that analyzes the fire resistance performance of the types of glass installed in an opening to prevent a fire from spreading through the opening. The fire resistance test for glazed elements (KS F 2845) was performed on four materials: laminated glass, general glass, double-layer glass, and toughened glass. To analyze the risk of fire of each glass type, the temperature prediction of the fire room in the building was analyzed. As a result, the laminated glass ruptured at 617 ℃, and it was found to be the most resistant to heat amongst all the glass types. Additionally, the temperature of the fire in the compartment was predicted to reach 617 ℃ in 3 min. A performance review is required for the glass installed in the opening to prevent the fire from spreading.

재난약자시설의 피난안전성 향상을 위한 국내·외 방연구획 관련 기준 비교 연구

김혜원(Kim, HyeWon),한지우(Han, Jiwoo),이병흔(Lee, ByeongHeun),진승현(Jin, SeungHyeon),김정엽(Kim, JungYup),권영진(Kwon, YoungJin) 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.7

건축물의 특성상 피난시간이 많이 소요되는 건축물에는 연기확산에 의한 대형 인명피해가 발생하고 있다. 이러한 건축물에는 수평 피난활동을 고려한 구획화가 필요한 실정이다. 이에 따라 국내·외 방연구획 관련 기준을 비교하였다. 그 결과 국내의 경우 방화구획을 통해 화재확산 방지를 실시하고 있지만 연기확산 방지에 대한 목적성이 미비한 실정이다. 반면 국외의 경우 연기의 확산을 제한하기 위한 목적의 방연구획을 설치하고 있다. 국내의 경우에도 이를 고려한 방연구획 관련 기준이 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 기준비교를 통해 나온 결과를 바탕으로 지침개발을 위한 목적과 방향성을 제시하였다. Buildings that require a long evacuation time cause large-scale casualties through smoke spread. Therefore, such buildings are required to have compartmentalization as a consideration for horizontal evacuation. For this reason, we compared the Korean domestic and foreign standards for smoke compartments. In Korea, fire spread occurs through fire compartments, but for the purpose of protecting against smoke spread, a fire compartment is insufficient. Foreign countries install smoke compartments for the purpose of restricting smoke spread. Therefore, in Korea, establishing a standard for smoke compartments is necessary. In this study, we suggest a new purpose and direction for the development of a smoke compartment standard based on the results obtained from examining domestic and foreign standards.

화재 시 고층건축물의 연돌효과에 따른 압력차 분석에 관한 연구

김혜원(Kim,HyeWon),구인혁(Koo,InHyuk),김윤성(Kim,YunSeong),이병흔(Lee,ByeongHeun),진승현(Jin,SeungHyeon),권영진(Kwon,YoungJin) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.1

국내의 고층건축물이 지속적으로 증가되어 감에 따라 연돌효과와 관련한 관심이 대두되고 있다. 특히 화재 시에는 실내의 온도가 높아지면서 연돌효과가 커지는 문제가 발생하고 있다. 이에 따라 화재 시 온도변화에 따른 연돌효과의 영향을 분석해야할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 CONTAMW시뮬레이션을 이용하여 개구부의 개폐여부와 화재가 발생하여 화재실의 온도가 성장기의 온도로 상승한 경우를 설정하여 화재 시 온도상승에 따른 건축물 내의 압력차를 확인하였다. 그 결과 개구부의 개폐여부에 따라서는 개방 시에는 0~100 Pa 정도로 각 층마다 균일한 압력차를 보였다. 하지만 화재실을 가정하였을 때는 화재층의 압력이 250 Pa 정도로 높아지며;각 층마다 압력차의 변동이 큰 것으로 확인되었다. As the number of high-rise buildings in Korea continues to increase;interest in the stack effect is increasing. In particular;in the event of a fire;as the indoor temperature increases;there is the problem that the stack effect increases. Accordingly;it is necessary to analyze the stack effect resulting from temperature change during a fire. In this study;by using CONTAMW simulation;the opening was opened or closed. In the case where the temperature of the fire room rises to the temperature of the growth period caused by a fire;the pressure difference in the building according to the temperature increase during a fire was confirmed. As a result;depending on whether the opening was opened or closed;the pressure difference was uniform for each layer;ranging from 0 to 100 Pa when opened. However;assuming a fire room;the pressure in the fire layer increased to approximately 250 Pa;and it was confirmed that the pressure difference varied greatly for each floor.

Cone Calorimeter를 활용한 천장재의 연소특성에 관한 연구

허예림(Huh,Yerim),김윤성(Kim,Yunsung),김혜원(Kim,Hyewon),이병흔(Lee,ByeongHeun),진승현(Jin,SeungHyen),권영진(Kwon,YoungJin) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.1

필로티 구조를 가진 도시형 생활주택은 건축 규제의 완화로 인해 화재위험성이 높은 실정이다. 또한;기존 화재사례 조사 결과 최초 착화지점에서 발생한 화재가 가연성 천장재를 통해 외장재로 확대되는 경로를 보였기 때문에 천장재의 화재확대방지가 우선적으로 이뤄질 필요가 있다. 이에 필로티 구조물의 천장재에 대한 조사를 시행한 결과 SMC;알루미늄;DMC;석고보드 등이 주로 사용되는 것으로 확인되었으나 70% 이상이 SMC 천장재인 것으로 조사되었다. 조사된 천장재를 대상으로 Cone Calorimeter 시험을 진행한 결과 SMC 217.10 kW/m2;알루미늄 15.07 kW/m2;DMC 1.78 kW/m2;석고보드 41.92 kW/m2로 조사되었다 Urban living spaces with piloti structures are at high risk for deregulation of building protocols. Recent fire case investigation results have shown the path of the fire from the initial ignition point to the exterior material via combustible ceiling materials; thus;preventing the spread of the fire through the ceiling material is a priority. Accordingly;investigations were conducted on the ceiling materials used in piloti structures;and it was confirmed that SMC;aluminum;DMC;and gypsum board were the main components;with the SMC ceiling materials accounting for more than 70% of the composition. Cone calorimeter tests were performed on these ceiling materials;and the heat fluxes of SMC;aluminum;DMC;and gypsum board were determined to be 217.10;15.07;1.78;and 41.92 kW/m2;respectively.

건축물 창호 프레임의 연소특성에 따른 방화성능 검증에 관한 실험적 연구

이병흔 ( Lee¸ Byeong-heun ),권영진 ( Kwon¸ Young-jin ) 한국건축시공학회 2021 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.2

This study compared the fire safety standards for windows of Korea, the U.S. and Japan to prevent fire expansion through exterior wall openings, and conducted experiments using PVC and aluminum window frames, which are widely used in Korea.The experiment is KS F 2845 which combines frames of the same thickness and area with single-window form and 1 hour fire resistance glass with 8T thickness. Experiments showed that the PVC window was about 9 minutes and the aluminum window was about 26 minutes. However, in Korea, there are no test standards for windows installed at the opening of the exterior wall. In addition, fire safety standards for windows shall be established along with the designation of fire prevention zones.