Strength Reduction of Concrete Subjected to High Temperatures: Effects of Various Aggregates

Wonchang Kim(Wonchang Kim),Keesin Jeong(Keesin Jeong),Hyeonggil Choi(Hyeonggil Choi),Taegyu Lee(Taegyu Lee) 한국화재소방학회 2023 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.37 No.1

Previous studies on the strength degradation of concrete subjected to high temperatures were analyzed. To analyze the effect of the coarse-aggregate type on strength degradation, data from previous studies were collected, and the coarse aggregate used, physical properties of the aggregate, and heating conditions were analyzed. The concrete types were classified into normal, heavyweight, and lightweight concrete. Their high-temperature characteristics were analyzed and evaluated according to the mixed coarse aggregate. Finally, the correlations derived from the analysis results were compared with the CEB Code. The analysis results were different for different concrete and coarse-aggregate types, and different tendencies from the CEB Code were observed.

Examining Microdroplet Characteristics of Electrospray Electric Precipitation for Direct and Indirect Voltage Application Methods

Jiwon Choi(Jiwon Choi),Keesin Jeong(Keesin Jeong),Haiyoung Jung(Haiyoung Jung) 한국화재소방학회 2022 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.36 No.4

Dust and fine dust exist in various forms and can lead to various problems such as dust explosion and air pollution. To reduce them, recently, research on electrospray electric precipitation, among various dust collection methods, has been actively conducted. In this study, comparative analysis experiments were performed on microdroplet generation characteristics for direct and indirect charging methods of electrospray electric precipitation. A visualization device was fabricated to generate microdroplets, and microdroplets were photographed with a high-magnification camera according to each charging method. The size and number of microdroplets were then analyzed via ImageJ software.

Development of a Forest Fire Detection System Using a Drone-based Convolutional Neural Network Model

Jihee Lee(Jihee Lee),Keesin Jeong(Keesin Jeong),Haiyoung Jung(Haiyoung Jung) 한국화재소방학회 2023 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.37 No.2

Considering forest fires cause environmental destruction, ecosystem collapse, and severe damage to human lives and nature, developing a real-time, accurate, and stable forest fire detection system has become a critical issue in modern society. In this study, a drone-based forest fire detection system was developed using a convolutional neural network (CNN) model. Real-time forest fire detection models were developed using the CNN-based MobileNet algorithm, and their fire detection performance was evaluated. The main research results indicated that errors decreased and accuracy tended to increase during the model training and validation process as training progressed. Moreover, the V1 model exhibited the highest validation accuracy of 0.9466 among the MobileNet V1, V2, and V3 models and showed the highest accuracy of 0.9667 in evaluating the new test dataset during the model evaluation process.

Case Study Analysis of Database Construction for Smoke Control Simulation Experiments Using Scale Model

Hajun Im(Hajun Im),Wonchang Kim(Wonchang Kim),Keesin Jeong(Keesin Jeong),Taegyu Lee(Taegyu Lee) 한국화재소방학회 2023 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.37 No.2

Most studies on fire properties, including smoke control, have been based on simulations. However, the results of simulation experiments have an average error rate of approximately 36.7%, and data with low reliability are obtained, compared to theoretical values and actual-scale measurements. In addition, experimental studies using scale models exhibit an average error rate of 6.9%, significantly lower than those of simulation experiments. In this study, a method for decreasing the error rate of simulation experiments was investigated by constructing a database using scale-model smoke control experiments.

Analysis of Ultrasonic Pulse Velocity Correlations for Estimating Residual Compressive Strength of Concrete Subjected to High-Temperature Hysteresis: Influence of Various Aggregates

Wonchang Kim,Keesin Jeong,Heeyong Choi,Hyeonggil Choi,Taegyu Lee 한국화재소방학회 2022 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.36 No.1

In this study, the compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV) behaviors of concrete at high temperatures by aggregate type were comparatively analyzed in accordance with the CEN and CEB Codes. The aggregates adopted were divided into limestone, granite, river gravel, and crushed stone, and the target temperatures were set to 100 °C, 200 °C, 300 °C, 400 °C, 500 °C, and 600 °C. The analysis items were specified as compressive strength (Fc), UPV, ratio of compressive strength (Fcratio), and UPV ratio (UPVratio); in addition, the correlations between Fcratio and UPV were analyzed and compared to the previously proposed estimation equations for concrete at room temperature. Accordingly, the Fcratio of limestone and river gravel aggregates exceeded the UPVratio at temperatures lower than 300-400 °C; however, UPVratio tended to be higher at subsequent temperatures. For granite aggregates, UPVratio was higher than Fcratio over the entire temperature range, while crushed stone aggregates exhibited higher Fcratio than UPVratio. Both Fcratio and UPVratio of granite aggregates exceeded those of limestone aggregates, while the UPVratio and Fcratio of river gravel aggregates were higher and lower than those of crushed stone aggregates, respectively. Consequently, a strength estimation equation was proposed by analyzing the correlations between Fcratio and UPV, and was inferred to be better than the existing strength estimation equations.

랙크식 창고의 집중 살수방식 소화시스템에 대한 연구

명상엽(Myoung, Sangyoub),정기신(Jeong, Keesin) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.5

최근 물품이 고적재되어 있는 랙크식 창고에서의 화재가 자주 발생하고 있으며, 화재 발생시 현재의 소방설비로는 화재를 초기에 진압하는 것이 불가능하다. 본 논문에서는 랙크식 창고에서의 화재를 초기에 소화할 수 있는 집중 살수 방식의 인랙 스프링클러 헤드 제작과 더불어 이에 대한 실증 실험을 통하여 새로운 시스템의 기본 성능을 제안한다. 실험결과 집중 살수 방식의 인랙 스프링클러가 가져야 할 시스템 및 성능은 구역별로 나누어 수직 방향으로 일제 살수 방식으로 이루어져야 하며, 헤드의 K값은 115 이상이고 분사각도는 살수 각도는 120°∼135° 이내로 제한되어야 한다. 또한 헤드는 화재가 발생한 시점에서 4분 30초 이내에 물을 분사하여야 하며, 헤드간의 수평 거리는 2.4 m 이내이고 복도 방향에도 동일한 간격으로 서로 엇갈리게 설치하여야 하고, 수직 거리는 랙의 단수인 2.5 m 이내에 설치하여야 한다. 적재물 가운데 설치되는 인랙 스프링클러 헤드는 송기공간의 가운데 위치하도록 설치하여야 한다. In recent years, fires have frequently occurred in rack-type warehouses in which goods are vertically loaded. In the event of a fire, extinguishing operations using the present fire protection facilities are highly ineffective. The objective of this study was to satisfy the conditions required for fire extinguishing, rather than those for fire control. The conclusions obtained from the results of fire experiments were as follows: fire extinguishment should be performed by deluge-type sprinkler systems by zoning the regions into vertical sections; the K factor of the in-rack sprinkler heads should be 115 or more, and the spray angle should be limited to 130° or less; the sprinkler head should spray water within 4 min and 30 s from the time of fire ignition; the horizontal distance between the in-rack sprinkler heads should be smaller than 2.4 m; the vertical distance of in-rack sprinkler head should be smaller than 2.5 m of the rack height; and the in-rack sprinkler heads should be installed in the center of the flue space.

콘크리트의 강도 예측을 위한 초음파 속도법의 검토

김원창(Wonchang Kim),정기신(Keesin Jeong),최형길(Hyeonggil Choi),이태규(Taegyu Lee) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계

건축물 유지⋅보수 및 화재 후 복구 단계에서 콘크리트 건축물의 강도 예측은 건축물의 안전등급 평가 및 고온 이력을 받은 열화 부재의 보수⋅보강 범위 설정에 따른 안전성 및 경제성 측면에 있어서 매우 중요하다. 그러나 기존 측정하고자 하는 건축 부재의 코어 추출을 통한 파괴 시험은 콘크리트 부재의 손상을 가하는 방법으로서 구조적 안전성 문제가 발생 될 수 있다. 따라서, 비파괴 공법을 통한 평가 방법을 지향하고 있으며, 기존 연구자들은 초음파 속도법을 통해 콘크리트의 역학적 특성 예측 연구를 수행하였다. 그러나, UPV(ultrasonic pulse velocity)는 콘크리트 내부 수화물 생성에 따른 밀도 변화와 고온 이력에 따른 공극 및 균열 등의 열화에 영향을 받기 때문에 상온(20 ℃)에서의 강도 예측식과 고온 이력을 받은 콘크리트의 강도 예측식을 구분하여 사용되어야 한다고 판단된다. 또한, W/B에 따라 상이한 재료 혼합에 영향을 받을 수 있기 때문에 W/B 범위 및 혼합된 굵은 골재에 대한 분석도 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는, 콘크리트의 재령별 강도 발현 및 UPV 변화와 고온 노출 후 강도 및 UPV 저하를 평가하였다. 다양한 재료적 영향성을 검토하기 위하여 보통골재를 혼합한 NC(Normal concrete) 및 경량골재를 혼합한 LC(Lightweight concrete)로 분류하였으며, 다양한 강도 범위에서의 강도 및 UPV를 분석하기 위하여 W/B를 0.41, 0.33 및 0.28로 설정하였다. 본 연구의 범위에서는, 콘크리트의 강도 및 UPV 상관관계 분석을 통한 강도 예측식을 제안하였다. 연구결과, 동일 W/B에서 재령에 따라 혼합된 굵은 골재의 다공성의 영향으로 LC 대비 NC의 높은 강도 발현 및 UPV 증가를 보였다. 그러나, 고온 이력을 받은 경우 골재의 열 팽창률 특성 차이에 의해 NC 대비 LC의 높은 잔존 강도 및 높은 잔존 UPV를 보였다.또한, NC 및 LC의 잔존 강도와 UPV의 상관관계를 나타냈으며, 모든 W/B 범위의 데이터를 분석하여 하나의 강도 예측식으로 제안하는 것 대비, 각각의 W/B 범위에서의 강도 예측식은 상대적으로 약 56% 높은 상관계수(R2)를 보였다.

IoT 기술을 활용한 화재 감지 및 점검 시스템에 관한 연구

최지원(Jiwon Choi),정기신(Keesin Jeong),정해영(Hai Young Jung) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계

최근 인터넷 기술의 발전에 따라 사물인터넷, 인공지능 등의 정보통신기술에 대한 관심이 증가하면서 사물인터넷을 활용한 제품들이 일상생활에 널리 사용되고 있다. 정보통신기술 중 하나인 사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 사람, 기기, 공간, 데이터와 같은 여러 형태의 객체가 네트워크로 연결되어 상호 소통할 수 있는 것을 말한다. IoT 기술을 활용한 기기는 시간적, 공간적 제약을 줄여주고 데이터를 실시간으로 수집하여 관리하면서 정보를 공유할 수 있다는 장점이 있다. 화재감지기는 화재 발생을 직접적으로 탐지하는 장치로 화재 시 발생하는 열, 연기, 불꽃 등의 현상을 감지하고, 이러한 현상이 일정 시간 이상 지속되면 화재라고 판단하여 화재 신호를 수신기에 송출한다. 화재감지기가 실제 화재 발생 시 정상 작동할 경우 화재 발생 상황을 빠르게 인지할 수 있기 때문에 화재를 조기에 진압할 수 있어 인명 피해와 재산피해를 최소화할 수 있다. 하지만 노후화된 감지기, 건물의 누수, 감지기에 분진이 쌓이는 등의 여러 상황들에 의해 감지기의 기능이 저하되어 실제 화재 시 작동하지 않거나 실제 화재 상황이 아님에도 작동하는 비화재보 등의 문제들이 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 화재감지기가 정상적으로 작동하는지 점검을 자주해야 하지만 현재 설치되어있는 감지기들은 사람이 직접 방문해서 점검해야 하기 때문에 한정적인 점검인원이 다량의 감지기들을 일일이 점검하기엔 시간이 많이 소요된다는 문제가 있다. 따라서 실시간 화재 감지와 지속적으로 상시 점검이 가능한 화재감지 시스템이 필요하다.

화재 노출된 콘크리트 구조물의 잔존 강도 평가를 위한 초음파 속도법의 검토 - W/C 비율 요인 분석 -

김원창(Wonchang Kim),정기신(Keesin Jeong),최형길(Hyeonggil Choi),이태규(Taegyu Lee) 한국화재소방학회 2023 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.1

성능위주설계시 화재경보방식에 따른 피난평가의 방향연구

허준호(Jun-Ho Hur),정기신(Keesin Jeong) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.3

국내 건축물에 적용하고 있는 성능위주설계에서 화재경보에 의한 피난평가 시 단일층 수평피난으로 안전성을 판단하는 것은 현재 소방설계의 화재경보기준인 직상층, 직상4개층 우선경보방식과 상충되어 성능위주설계를 통한 피난안전성 향상에 어려움이 있다. 따라서, 국내 화재경보방식 설계기준을 분석하고 단일층, 직상층, 직상4개층 우선경보방식별 피난시뮬레이션을 Case별로 비교평가한 결과, 건축물 규모에 따라 우선경보피난을 선택하여 피난평가를하는 경우가 현실에 부합한다고 판단하였다. 그러므로 성능위주설계는 건축물의 규모에 따른 직상발화 우선경보방식을 반영한 층구분과 피난인원의 산정을 피난평가에 반영하고, 그 정체 및 피난지연현상을 분석하여 피난안전성을평가하는 방법으로 제안하고자 한다. In performance-based design applied to domestic buildings, when evaluating evacuation by fire alarm, safety evaluationby single-floor horizontal evacuation contradicts the priority alarm method of the immediately upper and four higher floors,which is the fire alarm standard of the current firefighting design, making it difficult to improve evacuation safety throughsafety in performance-based design. Therefore, by analyzing the domestic fire alarm design standards and evaluating theevacuation simulation case by case for a single floor, immediate upper floor, and four floors directly above, the evacuationevaluation is performed through priority alarm evacuation according to the size of the building. It was judged to be suitedto actual conditions. Therefore, a performance-based design is proposed as a method of evaluating evacuation safety byincluding the floor classification and providing an evacuation personnel calculation reflecting the priority alarm methodabove according to the size of the building and an analysis of congestion and evacuation delay phenomena.