성능위주설계를 위한 가연물의 열발생률 및 화재성장률 측정 - 주거 및 사무공간 가연물을 중심으로 = Measurements of the Heat Release Rate and Fire Growth Rate of Combustibles for the Performance-Based Design - Focusing on the Combustibles in Residential and Office Spaces

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The design fire based on the heat release rate (HRR) of combustibles can significantly affect the assessment of fire safetyin the performance-based design (PBD). In the present PBD, however, limited information in the foreign literature has beenused without further verification due to the lack of fire information in domestic combustibles. The objective of this study isto provide information on the HRR and fire growth rate for various combustibles in residential and office spaces. To end this,the fire experiments were carried out with single and multiple combustibles. The peak HRR of combustibles used in thepresent study had a range of 36 kW∼1,092 kW. The fire growth rates were also 0.003 kW/s2∼0.0287 kW/s2 and 0.003 kW/s2∼0.0838 kW/s2 for the residential and office spaces, respectively. In particular, a sofa had the highest fire risk in terms ofthe peak HRR and fire growth rate. Finally, a methodology for calculating the peak HRR in a space was proposed throughcorrelation analysis between the peak HRR and exposed surface of various combustibles.

국문 초록 (Abstract)

가연물의 열발생률에 근거한 설계화원은 성능위주설계의 화재안전성 평가에 매우 중요한 영향을 줄 수 있다. 그러나 현재 성능위주설계에서는 국내 가연물의 화재정보의 부족으로 인하여 제한된 외국 문헌정보가 추가 검증이 없이 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 성능위주설계의 신뢰성을 확보하기 위하여 다양한 주거 및 사무공간 가연물을대상으로 열발생률 및 화재성장률에 관한 정보를 제공하는 것이다. 이를 위해 총 14가지의 단일 및 다수 가연물에대한 화재실험이 수행되었다. 본 연구에서 고려된 가연물의 최대 열발생률은 36 kW∼1,092 kW의 범위를 갖는 것으로 측정되었다. 화재성장률은 주거용 가연물이 0.003 kW/s2∼0.0287 kW/s2이고, 사무용 가연물이 0.003 kW/s2~0.0838kW/s2 범위를 갖는다. 특히 소파는 최대 열발생률 및 화재성장률의 관점에서 가장 높은 화재 위험성을 갖는다. 마지막으로, 다양한 가연물들의 최대 열발생률과 노출 표면적의 상관관계 분석을 통해 공간 내의 최대 열발생률을 산출하는 방법론이 제안된다.

참고문헌 (Reference)

1 이성룡, "주택 가연물의 연소 특성에 관한 연구" 한국화재소방학회 23 (23): 25-31, 2009

2 최수영, "주거공간 가연물의 화재하중 산정방법의 비교연구" 한국화재소방학회 27 (27): 38-43, 2013

3 김형준, "성능기반 화재안전설계를 위한 침실 공간에서의 실화재 실험" 한국화재소방학회 27 (27): 32-37, 2013

4 남동군, "서점의 적재가연물의 연소특성에 관한 실험적 연구" 한국화재소방학회 25 (25): 47-53, 2011

5 남동군, "대형서점 적재가연물의 초기 연소발열성상" 한국화재소방학회 25 (25): 88-94, 2011

6 S. C. Kim, "Validation and Reliability Analysis of Guideline of Performance Based Fire Protection Design of a Super Tall Building" National Emergency Management Agency 2014

7 Y. H. Yoo, "The Real Scale Fire Test for Unit Space in Apartment Housing" 346-351, 2009

8 "Technical Bulletin 133, Flammability Test Procedure for Seating Furniture for Use in Public Occupancies"

9 Sardqvist, "Initial Fires - RHR, Smoke Production and CO Generation from Single Items and Room Fire Tests"

10 "ISO 9705, Fire Tests-full Scale Room Test for Surface Products"

11 R. Filipczak, "Heat Release Rate Measurements of Thin Samples in the OSU Apparatus and the Cone Calorimeter" 40 : 628-645, 2005

12 B. I. Choi, "Heat Release Rate Measurements of Residential Combustibles Using Oxygen Consumption Method" 123-127, 2007

13 J, Hietaniemi, "Burning of Electrical Household Appliances- An Experimental Study"

14 T. Mizuno, "Burning Behavior of Urethane Foam Mattresses" 1 (1): 33-44, 1983

15 T. Mizuno, "Burning Behavior of Upholstered Furniture" (4) : 1-5, 1984

16 A, Natori, "An Estimation Method of Heat Release Rate of Real Combustible Objects"