방열보호복의 열 보호성능 측정 방법 개발 및 평가에 관한 연구 = Study on Thermal Protective Performance Measurements and Evaluations of Protective Clothing

국문 초록 (Abstract)

소방공무원등 많은 작업자들이 화재나 고온 조건 등에 노출되며 그와 같은 위험으로부터의 보호를 위해 방열보호복을 착용한다. 따라서 방열보호복의 열보호특성을 정확히 파악하는 것은 보호복 개발 뿐만 아니라 화상에 의한 부상 방지 및 생명 보호라는 측면에서 매우 중요하다. 그러한 방열보호복의 열보호 특성을 정확히 파악하기 위해 ISO 등은 시험방법을 표준화하여 제시하고 있다. 그러나 대부분의 경우 고열유속 조건에서 시험을 수행하여 시편의 파괴가 발생하기 쉽고, 그에 의해 제대로 된 결과를 얻어낼 수 없는 경우가 많다.
따라서 본 연구에서는 저열유속 조건의 복사열 노출시 열보호성능을 효과적으로 제시할 수 있는 지표 및 측정 방법을 기존 RPP (Radiant Protective Performance) 측정방법을 개선하여 제안하였다. 그리고 제안한 지표 및 시험방법을 적용할 수 있는 실험 장비를 제작하여 현재 사용되는 방열 보호복 각 구성재료에 적용하여 보호복의 시간에 따른 피복 전후면의 온도차와 통과 열유속을 측정하여 방열 보호복의 열보호 성능 특성을 살펴보았다.
또한 방열 보호복은 겉감, 흡수천, 안감 등 여러 층으로 구성 되어 있다. 각 소재 사이에는 공기 간극이 존재하게 된다. 따라서 보호복 각 소재 사이에 공기 간극을 형성하여 공기 간극에 따른 열 보호 성능의 차이를 확인하고자 한다.
나아가 기존의 여러 가지 열보호 성능 지표와의 관계를 분석하여 기존의 연구결과를 활용할 수 있는 방법을 제안하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Despite advancements in the development of synthetic fibers and materials that provide better insulation, fire burn injuries remain a significant issue. But, in most cases, the thermal protective performance tests are performed in the conditions of high heat flux exposure. Thus the clothing material can be destroyed easily. Therefore the effective way to investigate the protective performance for the low (radiant) heat flux conditions should be needed. Improved RPP (Radiant Protective Performance) test method based on the onset of pain burn injury was suggested. Experiments were performed to verify the proposed method with current protective clothing for fire fighters and the transient heat transfer characteristics were identified.
And also, protective clothing has a composite of more than three components and the air gaps between layers of materials. During the flame exposure, radiation and convection heat transfer occurs in the air gap, thus the air gap acts as a thermal resistance with non-linear characteristics. Therefore, in this study, the experiments were performed to identify the effect of various air gaps width on the thermal protective performance of fire fighter’s clothing.

목차 (Table of Contents)

• 目 次
• 국문 요약 = ⅶ
• 제1장 서 론 = 1
• 1.1 연구 배경 = 1
• 1.2 연구 동향 = 3
• 1.2.1 열보호성능 관련 규격 = 3
• (1) HTI = 7
• (2) TF = 7
• (3) RPP = 8
• 1.2.2 보호복 개발 관련 기존연구 = 9
• 1.3 연구 목적 = 11
• 제2장 열보호 성능 지수제안 = 13
• 제3장 실험 장치 및 방법 = 19
• 3.1 실험장치 = 19
• 3.1.1 열유속계 제작 = 19
• (1) 열유속계의 원리 = 19
• (2) 열유속계의 보정 = 26
• 3.1.2 실험장비 = 29
• 3.2 실험 조건 및 방법 = 32
• 제4장 실험 결과 및 해석 = 35
• 4.1 열보호 성능 측정 = 35
• 4.1.1온도측정 결과 = 35
• 4.1.2 RPP측정 결과 = 42
• 4.2 공기 간극에 의한 열보호 성능 변화 = 46
• 4.2.1 공기 간극에 의한 시편 전후의 온도변화 = 46
• 4.2.2 공기 간극에 의한 열보호 성능의 변화 = 49
• 4.3 HTI지수와 RPP지수 비교 = 55
• 제5장 결 론 = 58
• 참고문헌 = 60
• ABSTRACT = 64