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고층아파트 대피공간의 화재안전성 실험에 대한 수치해석 비교연구
안찬솔,안재홍,여인환,Ahn. Chan-Sol,An. Jae-Hong,Yeo. In-Hwan 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4
본 연구는 현행 건축법상에서 규정하는 아파트 대피공간의 설치기준을 바탕으로 수행된 Mockup 실험체의 화재실험을 수치해석 하였으며 분석된 온도 및 복사열 데이터를 실제의 실험 데이터와 비교하였다. 이를 통해 대피공간의 내부 및 창문을 통한 열기류의 유동현상을 관찰하였고 이로 인한 대피공간 내의 재실자 안전성에 대한 결론을 도출하였다. 연구결과 비차열 방화문으로부터 전달된 열에너지는 대피공간 내부의 공기에 대류 열전달을 하며 유동 모멘텀을 형성하였고 이로 인해 시계방향으로 순환하는 큰 유동흐름을 형성하였다. 또한 Mockup 실험 결과와 동일하게 비차열 방화문을 통해 화원으로 부터 전달되는 대류열 및 복사열은 대피자에게 열피해를 주게 되어 화재안전성을 확보하지 못할 가능성이 큰 것으로 나타났다. This study is intended to carry out the numerical analysis of mockup fire test with regard to evacuation space in apartment building which is required by current domestic building code, and the data on temperature and radiant heat analyzed was compared with the actual test data. During such process, thermal current flow inside evacuation space and transferred through the window was monitored and the safety of the people at evacuation space was determined accordingly. Consequently, thermal energy transferred from non-thermal barrier fire door served to transfer convection heat to the air inside evacuation space, causing to form a flow momentum and the clockwise flow. As indicated in mockup test result, convection heat and radiant heat transferred from the heat source through non-thermal barrier fire door caused the thermal damage to the evacuates, endangering the fire safety.
안찬솔(An, Chan-Sol),김정엽(Kim, Jeong-Yeop) 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.추계
FDS(Fire Dynamics Simulator)는 국내에서 화재해석을 위해 사용되고 있는 가장 보편적인 소프트웨어 중의 하나이다. 미국의 NIST에서 25년간 지속적인 업그레이드를 통해 개발되어 오고 있으며 인터넷 상에서 무료로 배포되고 있어 전 세계의 화재관련 연구자 및 학생들이 연구 및 학습의 목적으로 사용하고 긴 기간동안 많은 전문가들에 의해 검증되어온 소프트웨어이다. 하지만 FDS가 난류해석을 위해 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES(Large Eddy Simulation)모델은 현재까지 발표된 LES모델 중 가장 초기의 모델로서 건축물과 같이 복잡한 형상을 갖는 계산영역에서는 결과의 신뢰성이 많이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FDS의 대공간의 화재해석 성능을 평가하는 것을 목적으로 스페인 Murcia에서 수행된 Murcia Atrium Fire Test를 해석 대상으로 하여 FDS가 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES모델 및 3가지의 다른 LES모델을 사용하여 대공간 내부의 연기유동을 해석하였으며 그 결과를 비교하였다.
안찬솔(An, Chan-Sol),조남욱(Jo, Nam-Uk) 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.추계
건축물의 주요 구조재 및 마감재로 널리 사용되고 있는 목재는 수종에 따라 매우 다양한 물리적 성질을 가지며, 동일한 수종일지라도 성장한 기후 및 지역에 따라 목재 조직의 성분에 차이가 발생하기 때문에 연소특성에 대한 정립을 하기가 매우 어려운 건축 재료에 속한다. 또한 한 나무에 서서도 재료를 재제하는 방식이나 추출 위치에 따라 밀도 및 나이테의 방향이 달라지므로 그 물리적인 성질까지 변하게 된다. 본 연구에서는 목재 제재 방법을 달리하여 추출한 목제 시편의 연소시험을 통해 재제방법과 연소특성의 연관성을 관찰 및 분석을 수행하였다.
안찬솔(An, Chan-Sol),여인환(Yeo, In-Hwan),안재홍(An, Jae-Hong),조경숙(Jo, Gyeong-Suk) 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.추계
발코니 확장에 따른 아파트의 화재안전기준 강화를 목적으로 건축법 시행령 제 46조 제 4항의 규정에 따라 현재 건축되고 아파트에는 <TEX>$2m^2$</TEX>이상의 대피공간을 설치해야 한다. 그리고 대피공간은 채광방향과 관계없이 거실 각 부분에서 접근이 용이한 장소에 설치해야 하며, 출입구에 설치되는 갑종방화문은 거실쪽에서만 열 수 있는 구조로 해야한다. 하지만 현재 시공되고 있는 방화문은 비차열성 방화문으로써 거실공간에서 화재가 발생하였을 경우 방화문의 열전달 현상에 의해 대피공간 내부의 온도상승이 유발되지만 현재 방화문의 차열성능에 대한 규정이 부재하기 때문에 향후 인명피해가 우려되는 상황이다. 본 연구에서는 실제 방화문의 성능시험을 통해 대피공간과 접한 방화문 면의 온도변화를 측정하였으며, 이로 인한 대피공간 내부의 온도변화를 분석하기 위해 수치해석을 수행하였다.
안찬솔(An, Chan-Sol),조남욱(Jo, Nam-Uk) 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.추계
나노입자에 의한 세라믹 코팅은 제품의 방청, 내식, 내마모성을 향상시킬 뿐만 아니라 내열성을 향상시키는 데에도 효과적인 성능을 보이고 있다. 특히 지르코니아(YSZ), 산화알루미늄(<TEX>$Al_2O_3$</TEX>), 이산화 타이타늄(<TEX>$TiO_2$</TEX>) 등과 같이 차열 성능이 우수한 세라믹 계열을 이용한 TBC(Thermal Barrier Coating)은 이미 항공기 엔진부품이나 고성능 베어링과 같이 고온에서도 우수한 성능을 유지해야 하는 기계부품에 보편적으로 사용되어 오고 있는 방법이다. 본 연구에서는 이와 같은 차열서능이 우수한 세라믹 소재를 이용해 건축물에 많이 사용되고 있는 목재에 난연성능의 향상을 목적으로 세라믹 나노코팅을 하였을 때 목재의 연소특성이 어떻게 변화하는가를 관찰 및 분석하였다.