고체에어로졸을 이용한 실시간 화재 모니터링 및 소화 초동조치 시스템 개발 연구

국문 초록 (Abstract)

현재 소방 소화설비에는 다양한 시설이 존재한다. 대표적으로 수계, 가스계, 분말계 소화설비로 분류가 되며, 발전하는 현대에 맞춰 이러한 소화설비와 소방법령은 보완되었다. 하지만 시간이 경과하며 기존 설치 된 소화설비는 점차 노후화되어 제때 역할을 수행하지 못하는 현상이 발생하기 시작했으며, 이로 인한 보완책으로 새로운 소화설비의 개발과 대체방안을 추구하여 왔다. 시간이 지나고 신 소화 작용제로 고체에어로졸이 떠올랐으며, 이를 이용한 고체에어로졸소화설비가 개발되며 기존 소화설비의 문제점을 보완할 수 있는 방향성을 가진 획기적인 아이템으로 각광을 받고 있다. 본 연구는 고체에어로졸소화설비의 설비 효율성이 완전하지 않다고 생각했고, 본 연구를 통해 합리적이고 획기적인 소화설비 시스템으로 개발 및 보완하고자 하였다. 이 설비에 해당하는 특징으로는 고체에어로졸소화설비를 이용해 실시 간으로 화재를 모니터링하고, 기존의 설치되어 있던 감지기와 연동하여 이중 감지를 통한 비화재보의 문제점을 보완하며, 더 나아가 전체적으 로 전국 화재 컨트롤 센터를 구축해 화재보를 실시간 모니터링 할 수 있는 체계를 만들고자 한다. 본 연구에 관하여 현재 고체에어로졸은 산소농도 저하 없이 화재를 진압하기 때문에 인체에 크게 무리없이, 지구온난화지수(G.W.P)가 ‘0’ 인 친환경 물질로 알려져 있는 친환경 약제를 사용한다. 또한, 사람이 드나들기 힘든 곳이나, 노후된 소화설비의 대체방안, 비 교적 소공간 제약의 자유로움, 인체에 무해하다는 특성을 앞세워 차량 엔진룸, 차량용 통신쉘터, 선박 엔진룸 등과 같은 소공간에 특화되게끔 개발하고자 고체에어로졸 화재 초동조치 시스템을 연구하였다. 개발 이전에 선행연구를 통하여, 제약에 맞춘 고체에어로졸자동소화 설비를 선박 엔진룸에 시범 설치를 완료했고, 고체에어로졸이 약제로써 의 타당성과 실현 가능성을 입증했다.1) 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 기존의 고체에어로졸자동소화설비를 선박에 적용하여 소화 약 제로써의 타당성을 입증하였다. 둘째, 본 연구인 고체에어로졸 소화 초동조치 시스템은 고체에어로졸 약제를 사용, 차별화된 방향성을 갖도록 개발하였다. 셋째, 고체에어로졸자동소화설비는 타 소화설비에 비해 비교적 공간 제약이 적다. 이는 소공간에 특히 효과적인 역할을 기대해 볼 수 있으 며, 노후화된 소화설비의 대체안으로 소방설비 업계에 큰 발전을 가져 올 수 있다고 판단한다. 넷째, 타 소화설비보다 소화 약제의 관리 및 모니터링이 비교적 편하 다. 물과 분말, 가스는 일정 기간이 지난 후, 약제를 교체하거나 실시간 관리가 필요한 반면, 고체에어로졸은 약제 관리를 주기적으로 할 필요 가 없을 정도이다. 그에 따른 인력 투입 감소 효과와 동시에 관리비용 도 줄일 수 있어 가치가 충분하다. 다섯째, 본 연구가 본격 상용화되기 시작하면 시설 관리에 따른 비용 과 실시간 화재 감지, 빠른 기동성의 소화 동작 대응으로 기존 설비보 다 안전하고 확실한 성능으로 우리나라 소방업계에 큰 발전을 크게 기 여할 것으로 판단한다. 또한, 본 연구로 하여금 국내와 해외 소방시장 의 활성화를 실현할 수 있기를 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 개요 1
• 1.2 고체에어로졸 연구 방향 5
• 제2장 화재사고 사례 유형 분석 7
• 2.1 창고형 시설 화재 사례 분석 8
• 2.2 데이터센터 화재 사례 분석 12
• 제3장 고체에어로졸소화설비의 구성 24
• 3.1 고체에어로졸의 기술적 측면 25
• 3.2 고체에어로졸의 소화 원리 32
• 3.3 고체에어로졸의 소화 성능 비교 33
• 3.4 고체에어로졸의 산업 현황 35
• 3.5 고체에어로졸의 사용 범위 43
• 제4장 개발 사항 및 내용 45
• 4.1 연구 개발 추진 Flow Chart 46
• 4.2 고체에어로졸의 연구 개발 48
• 4.2.1 점화열선의 개발 49
• 4.2.2 화재 범위의 확장성 실린더 개발 50
• 4.2.3 시스템 구축에 필요한 종류별 모듈 구성 57
• 4.3 전체 어셈블리 드로윙 도면 64
• 4.4 수동조작함 개발 66
• 4.5 고체에어로졸의 성능 1차 시험 70
• 4.6 고체에어로졸의 성능 2차 시험 72
• 4.7 선행연구의 선박 응용 사례 75
• 제5장 고체에어로졸의 통합 모니터링 시스템 구축 80
• 5.1 고체에어로졸의 모니터링을 위한 시스템 구성 81
• 5.2 소화설비의 연계성을 위한 인터페이스 구축 83
• 제6장 결 론 85
• References 88
• ABSTRACT 91
• 감사의 글 95