표준과표준화연구 (2018. 9) 제8권제3호 p.41-53. http://www.standards-standardization.org 건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준에관한연구 신이철 * 건축물구획내화재시플래시오버가발생하면폭발적으로화재가성장하게되고, 화재의성상은연료지배형화재에서환기지배형화재로전환된다. 이에따라개구부를통해화염및미연소가스가분출하게된다. 분출된미연소가스는외부의산소와만나격렬히반응하여대규모분출화염을형성하고이로인해화재는상층부로연소확대된다. 또한, 인접건물에고온의복사열을방사함으로써건물간화재확대의원인으로작용한다. 이와관련하여국내외연구기관에서개구분출화염에대해서다양한연구가진행되고있으나, 복사열에의한인접건물로의연소확대위험성에대한연구는매우부족한실정이다. 본연구에서개구분출화염을동반한화재통계자료를분석한결과개구분출화염을동반한화재건수는전체적으로살펴보면평균적으로매년 1,577 건이발생되고있으며, 의정부화재사례를조사한결과화재가최성기로도달하여분출화염이발생하였고, 외장재로가연물건축자재가사용되어분출화염의복사및대류열에의해인접건물로연소확대되어큰인명및재산피해가발생하였다. 인접건물로의복사열유속위험성추정알고리즘구축하여이에대한검증시험을 ISO 13785-2 실물규모외벽화재실험장비를이용하여수행하였다. 그결과제안한알고리즘의계산결과와검증실험결과가유사한경향을나타내어향후건물간복사열유속추정을위한평가방법으로활용할수있을것으로판단된다. 주요어 : 복사열유속, 위험성평가, 플래시오버, 미연소가스, 연소확대, 열방출률, 개구분출화염 Ⅰ. 서론 1. 연구의배경건축물의구획내에서화재가발생하게되면구획내의온도가급속도로상승하며화재가성장하게된다. 또한급격히성장한구획화재조건에서는산소 농도가감소하여불완전연소가진행되며, 동시에플래시오버가발생하고, 화재성상은연료지배형화재에서환기지배형화재로전환된다. 이에따라불완전연소로생성된미연소가스및화염이구획의개구부를통해건물밖으로분출되며, 이때미연소가스는외부의산소와만나격렬한연소반응을일으킨다. 이러한화염을개구분출화염이라하며, 개구분출화염발생은상층부로의급격한연소확대를야기함 * 한국화재보험협회부설방재시험연구원선임연구원, 공학박사 (shinyichul@gmail.com) 141
표준과표준화연구제 8 권제 3 호 과동시에인접건물로의연소확대도야기하여대규모화재로발전될위험성이높다. 이러한위험성을가장잘보여준화재사례가 2015년의정부에서발생한대봉그린빌아파트화재사례로최초발화한건물에서발생한화염으로인하여인접건물로연소확대되어총 3개의아파트가연소하였다. 연소확대의원인으로는건물간간격이매우협소하였으며, 외장재를화재에취약한재료를사용하여분출화염으로부터발생한복사및대류열로인해화재가확대되어대규모인명및재산피해가발생하였다. 현재우리나라를비롯하여세계유수의연구기관에서개구분출화염으로인한외장재화재에대해서는높은관심과함께많은연구가진행되어지고있으나, 인접건물로의연소확대위험성에대한연구는매우부족한실정이다. 화재시열은전도, 대류, 복사의세가지형태로전달되게되며, 이중에서복사열의경우온도의 4승에비례하여증가하므로플래시오버가발생된최성기화재에서는복사열에의한화염확산및연소확대위험성이가장큰비중을차지하게된다. 따라서개구분출화염이발생하였을경우를상정하여분출화염의형태및성상을예측하고이로인해인접건물이받는복사열유속을정량적으로평가가능한알고리즘을구축의필요성이대두되고있다. 따라서본연구에서는국내화재통계자료분석을통하여개구분출화염의발생빈도에대해서파악하고의정부화재사례에대해고찰한다. 또한, 개구분출화염으로부터발생되는복사열이인접건물에미치는열적영향을정략적으로평가할수있는알고리즘을구축하고알고리즘의신뢰성검토를위하여실물규모실험을통해수집된데이터와비교분석을수행하고자한다. 2. 기존의연구단일구획의화재시개구분출열기류성상에관한연구는지금까지도많은연구가이루어지고있으며, 그중에서도 Yokoi 의해선구적인연구가이루어졌다. Yokoi 는최성기화재시개구부로부터분출열기류의성상에대하여실험을통해개구분출화염의중심축궤도및온도를추정하는평가방법을정립하였다. Margaret Law 등은구획의기하학적요인과구획의가연물량에따라개구에서분출열기류성상을예측하는방법을보고하고있다. 여기서구획의기하학적요인은개구및구획의크기를대상으로하고있으며, 주벽의재질등은고려하지않는다. 또한가연물량은구획내의가연물의재질에따라열방출률이다를경우나무무게로환산하여가연물량을계산하여실험을수행하고그결과를보여주고있다. Haggiund 등은가연성물질로목재크리브를이용한구획모형실험을실시분출화염의발생유무를열방출률로결정하는방법을제안하고있다. 실험결과에서분출화염의발생조건으로발생한계열방출률이존재해, 그열방출률은개구요인에의해서만결정된다고보고하고있다. 즉구획내의열방출률이발생한계열방출률보다큰경우에는개구에서분출기류가화염으로발생하는것으로보고하고제안식을도출하였다. Jansson, Onnermark 등은주택거실의크기를상정한실규모화재실험을실시, Hagglund 등과마찬가지로, 개구인자에따른분출화염이발생하는발생한계열방출률을제안하였다. Oleszkiewicz은개구분출화염관한실규모실험을실시개구분출화염이건물의외부벽면에미치는영향을검토하여화원의열방출률, 개구의크 42
건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준에관한연구 기, 개구의형상에따라변화한다고보고하고있다. Hasemi는 Oleszkiewicz 의가스버너를이용한실규모화재실험의결과와구획모형화재실험결과를비교했다. 그실험결과를해석함에있어 Haggiund 등과같이분출화염이발생하는발생한계열방출률이있다고판단했다. Haggiund 등은전술한바와같이그발생한계열방출률이개구요인에의해결정된다고한반면, Hasemi는구획의크기도발생한계열방출률에영향을주는것으로보고했다. 또한, 발생한계열방출률은구획의열적특성을나타내는온도인자 A T /AH 1/2 과의관계로실험결과를정리하고있다. Ohmiya 등은개구부바로위에벽이있는경우미연소가스의연소를고려하여 Hasemi가밝힌 Q vcrit /AH 1/2 와A T /AH 1/2 의상관성을검토하고, 분출열기류중의미연소가스의발열량을구하는수식을도출하였다. Sugawa 등은개구부로부터분출화염에외기바람의영향을고려하여실험연구를실시했다. 개구부에대해정면및측면에서바람을받는경우를대상으로각각의조건에서벽면을따라열기류의온도와유속의감소성상, 풍속을고려한 Trajectory 모델을제안하였다. Yamaguchi 등은개구형상및발코니등디자인적요소에의한상부층으로의연소확대방지효과를평가하는방법을구축하기위해모형실험을실시했다. 개구분출열기류의기류축을포함한모든영역에서무차원온도 Θ의분포는개구및발코니의기하학적형상에의존하는것으로보고하고있다. 또한발코니를설치하는것은상부층으로의연소확대방지에상당히유효하며, 발코니의길이가동일한경우에는폭이넓을수록그효과는큰것으로나타났다. 그밖에, Bøhm Rasmussen 은개구분출화염의높이와복사열 측정방법에대한검토, Thomas and Law, Seigel, Webster 등은개구분출화염의높이등모델에대한검토, 또한 Ohmiya, Yamada 등은발코니등을고려하여개구분출화염성상에관한검토를실시하였다. Ⅱ. 개구분출화염을동반한건축물용도별화재발생현황 1. 화재통계분석 < 표 1> 은 2007년부터 2016년까지 10년간우리나라에서발생한건축물의화재중개구분출화염을동반한화재를건축용도별로정리하여나타낸것이다. 여기서, 개구분출화염을동반한화재는화재발생지점이외벽을의미한다. < 표 2> 는총화재건수에대한개구분출화염을동반한화재건수의비율을나타낸것이다. 최근 10년간건축물용도별개구분출화염을동반한화재건수는전체적으로살펴보면평균적으로매년 1,577 건이발생되고있으며, 이를총화재건수에비교하면약 3.55% 에이르는수치이다. 또한개구분출화염을동반한화재는생활서비스시설, 주거시설, 상업시설, 판매 / 업무시설순으로나타났으며, 이는사람들이자주이용하는시설에서빈도높게발생했음을알수있다. 본통계결과개구분출화염을동반한화재는매년유사한빈도로발생하고있으며, 이는외벽화재로인한급격한수직화염확산의위험성뿐만아니라복사열유속에의한인접건물로의연소확대위험성을동시에내포하고있어이에 143
표준과표준화연구제 8 권제 3 호 < 표 1> 개구분출화염을동반한건축물용도별화재건수 구분 용도별 화재건수 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 단독주택 262 320 313 292 303 302 278 주거 공동주택 74 92 85 74 95 100 82 386 426 387 그외주택 13 29 25 13 19 25 19 교육시설 31 37 27 35 20 28 21 19 19 24 판매 / 업무시설 223 226 221 174 202 189 170 216 234 233 집합시설 39 35 31 33 28 28 22 18 17 23 의료복지시설 28 40 29 32 32 28 30 26 24 31 비주거 상업시설 302 322 290 314 286 306 323 305 281 345 운수자동차시설 17 24 18 18 21 24 24 19 21 27 문화재시설 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 생활서비스시설 466 584 499 423 435 406 363 366 311 343 그외의서비스시설 174 183 143 142 146 129 105 108 101 126 그외의소방대상물제외대상 0 5 2 0 0 0 0 0 0 0 합계 1,630 1,897 1,681 1,550 1,587 1,566 1,437 1,463 1,424 1,539 < 표 2> 총화재건수에대한분출화염을동반한화재건수의비율 분출화염화재건수구분총화재건수분출화염화재건수 총화재건수 2007년 47,882 1,630 3.40 % 2008년 49,631 1,897 3.82 % 2009년 47,318 1,681 3.55 % 2010년 41,863 1,550 3.70 % 2011년 43,875 1,587 3.62 % 2012년 43,249 1,566 3.62 % 2013년 40,932 1,437 3.51 % 2014년 42,135 1,463 3.47 % 2015년 44,435 1,424 3.20 % 2016년 43,413 1,539 3.55 % 평균 44,473 1,577 3.55 % 44
건축물 화재시 개구분출화염으로부터의 복사열유속 위험성 추정 표준에 관한 연구 대한 대책 마련이 필요할 것으로 판단된다. 11개씩인 10층 건물로 건설 당시 11층 이상 건축물 에 스프링클러 설비가 설치 의무이기 때문에 스프링 2. 화재사례 분석 클러 시설이 설치되어 있지 않았다. 또한 1층 필로 티는 일반 주차장으로 되어있었다. 해뜨는 마을 아 2015년 1월 10일 경기도 의정부시의 대봉 그린 파트는 15층 아파트에 필로티가 없고 별도의 샌드 아파트에서 화재가 발생하였다. 건물은 철근콘크리 위치 패널을 이용한 철골조 주차 타워를 갖추고 있 트조에 슬래브 지붕으로 된 지하 1층, 지상 10층으 었으며 주차타워에는 스프링클러 설비가 설치되어 로 구성되어있었다. 최초 화재는 1층 주차장에 주차 있었다. 되어있던 오토바이에서 발생하였으며, 급속도로 확 <그림 2>와 같이 2015년 1월 10일 9시 13 분경 대되어 상층부로 열 및 연기가 확대되었다. 이 화재 경기도 의정부시 대봉 그린 아파트 1층 주차장에서 로 사망 5명, 부상 125명이 발생하였다. 4륜 오토바이 운전자가 오토바이를 주차하고 9시 대봉 그린 아파트 같은 소규모 아파트는 도시형 15분 40초 무렵 오토바이에서 화재가 발생했다. 화 생활 주택으로 <그림 1>과 같이 드림 타운 아파트 재 발생 5분 뒤인 9시 22분경 오토바이 전체로 불 (10층 건물)와 해뜨는 마을 아파트(15층 건물)가 길이 확대되어 9시 27분에 소방서에 첫 신고가 접 나란히 인접하고 있다. 3개의 건물의 뒤쪽에는 철도 수됐다. 이후 9시 35분경 주차장 전역으로 화재가 가 인접해 있어 차량과 사람의 통행이 불가능한 상 성장되었고 대봉 그린 아파트 주차장에서 외벽을 따 황이었다. 라 상층부로 화재가 확대되었다. 또한 분출화염으로 <표 3>은 화재 피해가 발생한 건축물에 대한 구조 인해 9시 55분경 인접한 드림 타운 아파트 주차장 및 용도, 소방 설비 설치 현황 등에 대해서 정리한 에도 연소 확대되었다. 드림 타운 아파트로 연소 확 것이다. 대봉 그린 아파트 및 드림 타운 아파트는 1 대 후 10시 15분경 외벽을 타고 상층부로의 화재가 2 주택의 바닥 면적 7.4평(약 24m )인 방이 각 층에 확대되었고, 인접한 해뜨는 마을 아파트에도 연소 확 <그림 1> 의정부 아파트 사진 a) 사고 지점 위치 b) 사고 건물의 구성 해뜨는 마을 1호선 의정부역 드림 타운 대봉그린 아파트 1호선 철도 대봉그린아파트 드림타운 해뜨는 마을 145
표준과표준화연구제 8 권제 3 호 < 표 3> 건물의개요 소방시설현황 대봉그린아파트 드림타운 해뜨는마을 건물구조 철근콘크리트 철근콘크리트 철근콘크리트 층수 10층 10층 15층 연면적 2537.24m 2 2518.26m 2 4261.735m 2 사용승인일소방 / 건축 2012. 9. 17 / 2012. 10. 11 2012. 9. 17 / 2012. 9. 28 2013. 4. 3 /2013. 5. 14 스프링클러설비 해당없음 해당없음 아파트t 517개 68개 옥내소화전 11 11 16 화재감지기 126 126 322 주차장소화설비 기타 호스릴이산화탄소소화설비 2 대 소화기, 유도등, 완강기, 공기안전매트, 비상조명등, 연결송수관, 비상콘센트 호스릴이산화탄소소화설비 2 대 소화기, 유도등, 완강기, 공기안전매트, 비상조명등, 연결송수관, 비상콘센트 스프링클러설비 소화기, 유도등, 비상방송설비, 공기안전매트, 비상조명등, 연결송수관, 비상콘센트 < 그림 2> 의정부아파트화재건물배치도 a) 사고건물단면도및발화지점 b) 최초발화건물의단면도 해뜨는마을 드림타운 대봉그린아파트 대되어샌드위치패널로지어진주차타워는연소확대이후전소되어붕괴되었다. 화재는발생 2시간반후 11시 44분에진화되고있으며, 4대의소방헬기와소방차 155대, 소방관 500여명이동원되었다. 인접건물로의빠르게연소확대원인은화염이분 출되면서외벽화재로발전되었으며, 아파트건물외벽과기계식주차장에가연물건축재료를사용하여수평및수직연소확대가빠르게진행되었다. 또한건물후면은전철철로가위치해건물후면에소방차배치가불가하여입체적인소방진압작전전개가 46
건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준에관한연구 어려워피해가확대되었다. T 1280 A T Q kc A H 2/3 t 1/ 6 T < 식 2> Ⅲ. 복사열유속위험성추정알고리즘 1. 복사열유속위험성추정알고리즘개요 < 그림 3> 과같이개구분출화염으로부터의복사열유속추정을위해서는먼저화재시플래시오버가발생한조건의구획내온도, 미연소가스발생량등의예측이선행되어야한다. 이들의결과를토대로개구부로분출되는화염의열량을산출하고, 산출결과를바탕으로분출화염의높이를계산한다. 또한화염중심축의 Trajectory 를추정하고인접한사물과의 Configuration Factor를계산하여최종적으로분출화염이인접한사물에미치는복사열유속의예측이가능하다. 다만, 본연구에서는외기의바람조건및대기조건은무시한다. 2. 복사열유속위험성평가알고리즘구축 < 그림4> 는복사열위험성평가알고리즘이다. 먼저구획및화원조건을설정한다. 이후구획내열방출률을 < 식1> 에의해산출한다. < 식1> 은개구인자를활용한구획내한계열방출률계산방법이다. Q = 01. Α Η ΔΗ < 식1> 여기서 Q는화원의열방출률, A는개구부면적, H는개구부높이, ΔH는화원의연소열이다. 플래시오버가발생한의조건에서구획내온도는 < 식2> 를활용하여도출한다. 여기서 T는구획온도, A T 는구획의벽면적 ( 천장및바닥포함 ), k는주위벽에의열전달률, ρ는밀도, c는비열, t는시간, T 는초기온도이다. 구획내에서플래시오버가발생되면화재의형태가연료지배형화재에서환기지배형화재로전환되고이로인하여구획내산소부족으로인해가연물이불완전연소를하게된다. 이에따라화재구획에서미연소가스가발생하여개구부로분출하게되며, 분출된미연소가스는실외의산소와만나다시연소하게된다. 따라서분출화염의열량산출시미연소가스를반드시고려해야하며, 산정방법은 < 식3> 과같다. Q 2/5 3/5 f H 0.1A H -150AT ( A H ) < 식3> 여기서 Q f 는미연소가스의열방출률이다. 개구분출화염의열방출량산정을위해서개구부의질량유량을 < 식4> 에의해도출한다. 도출된질량유량을 < 식5> 에대입하여개구부로분출되는화염의열방출률을산출한다. 또한개구부로부터의복사열을계산하기위해서는개구부의화염영역을정확하게판정하는것이중요하므로 < 식6> 에의해중성대를산정한다. m 0.5A H < 식4> Q c mt < 식5> e p H Z n < 식6> 1/3 1 ( T / T ) 147
표준과표준화연구제 8 권제 3 호 < 그림 3> 복사열유속위험성추정개요도 ΔT f =500 The central axis of ejected flame Radiation area T r 45 ΔT f =800 Intermittent flame region (500~800 ) Flame (Over 800 ) Neutral Plane Opening (Radiation from T r ) r Heat Flux Front view of ejected flame < 그림 4> 복사열유속위험성추정알고리즘 Property of compartment and fire sources (size, opening, material of wall, fuel) Axial distance between pool height and the target height Estimation of max HRR in the room Temperature of the compartment Neutral plane and mass flow rate of the opening HRR of unburned-gas Radial distance between the centre of the pool and the target HRR of ejected flame from the opening Estimation of ejected flame height Estimation of ejected flame trajectory Estimation of ejected flame temperature Environment condition Estimation of emissive power from flame surface Estimation of configuration factor Estimation of atmospheric transmissivity Estimation of radiation heat flux received by a target 48
건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준에관한연구 여기서 m은개구부의질량유량, Q e 는개구부로분출되는화염의열방출률, Z n 은중성대이다. 개구분출화염의총열방출률산정은 < 식7> 과같이미연소가스의열방출률과개구질량유량으로산출한분출화염열량의합으로도출한다. 같이 500~800 를간헐적화염영역, 800 이상을연속화염역역으로구분하여개구분출화염의높이를산정하였다. < 그림 5> 개구분출화염의화염높이추정방법 Q ef Q Q < 식7> e f 여기서 Q ef 는개구분출화염의총열방출률이다개구부를통해분출한화염의중심축 Trajectory 는수열부가받는복사열유속산정시, 형태계수를 Lm Lc Radiation area Intermittent flame region Flame ΔT=500[ ] ΔT=800[ ] Heat Flux r 결정하는데중요하게작용한다. 개구분출화염의중 심축 Trajectory 는 < 식 8> 로산출한다. z h 2 3 ( 2.2 0.61n )( x / h) < 식8> 그리고개구분출화염중심축의온도계산식은 < 식9> 와같다. 5/3 Tr0 2 1/3 T Qef < 식9> 2 2 cp g BH r0 < 식10> 2 여기서 Θ는개구분출화염중심축무차원온도, r 0 상당개구반경, g는중력가속도, ΔT는개구분출화염의중심축상승온도이다. 개구분출화염으로부터수열부가받는정확한복사열유속추정을위해서는정확한화염높이판정이필수적이며, 특히연속화염영역과간헐적화염영역을구분하여추정해야한다. 본연구에서는 < 그림 5> 와 상기식들의결과를종합하여최종적으로 < 식11> 에의해개구분출화염이인접건물에미치는복사열유속을추정하게된다. n i1 4 q F i T i < 식11> 여기서 q는복사열유속, ε는복사율, σ는스테판 볼츠만상수, F는 Configuration Factor 이다. Ⅳ. 복사열위험성평가알고리즘검증실험 1. 실험개요실험장치는 < 그림 6> 의일본동경이과대학의 ISO 13785-2를이용하였다. 실험장치는연소챔버와외벽으로구성되어있다. 연소챔버의내측사이즈는 149
표준과표준화연구제 8 권제 3 호 < 그림 6> ISO 13785-2 장비개요 < 그림 7> 실험조건 3000mm Heat Flux Meter Fire source : 5.08MW 1500mm 가로 4.0m 세로 4.0m 높이 1.7m, 외벽은강판에규산칼슘판 (25mm) 과세라믹섬유 (25mm) 를설치하여구축되어있고, 치수는폭 4.0m 높이 5.7m이다. 개구부는외벽에면하는벽에폭 2.0m 높이 1.2m의사이즈로설치되어있다. 실험조건은 < 그림 7> 과같다. 실험에사용된화원은도시가스 (5.08MW) 이며, 한가지조건에대하여 1회실험을수행하였다. 열유속계의설치위치는개구부의상단과동일한높이중앙부에서수평방향으로 3m 떨어진위치에설치하였다. 2. 실험결과및알고리즘위험성평가결과비교 Heat flux (kw/m 2 ) 60 50 40 30 20 10 0 < 그림 8> 실험결과및계산결과비교 Experiment results Calculation results 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Time (sec) 실험결과복사열유속은 < 그림 8> 과같이실험시작과동시에급격히상승하였으며, 약 500초를기점으로 50kW/m 2 에도달하여이후화원소화시까지준정상상태를유지하는경향을나타냈다. 구획화재에서일반적으로 20kW/m 2 에도달하면플래시오버가발생한다고판단하므로, 본실험조건에서인접 건물이있을경우개구분출화염의복사열유속으로인한연소확대위험성이상당히높다고할수있다. 실험결과와복사열유속위험성추정알고리즘에의해계산한결과를비교하였을때준정상상태에서거의유사한값이도출되었다. 하지만 1번의실험결과로복사열추정알고리즘의신뢰성을판단하기 50
건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준에관한연구 에는데이터가부족하므로향후추가실험을통한검증이필요할것으로판단된다. Ⅴ. 결론 본연구에서는건축물화재시개구분출화염으로부터의복사열유속위험성추정표준정립을목적으로국내개구분출화염발생화재통계를분석하고, 분출화염으로인해대규모피해가발생한화재사례를고찰하였다. 또한, 분출화염에서발생하는복사열유속을추정하기위한알고리즘구축하고, 실규모실험을통해알고리즘의신뢰도검증을실시하였다. 본연구결과를정리하면다음과같다. 분출화염을동반한화재사고는최근 10년간매년유사한빈도로발생되고있으며, 총화재건수에비교하면약 3.55% 에이른다. 또한, 발생건물의용도가대부분사람들이많이사용하며재실자밀도가높은생활서비스시설, 주거시설, 상업시설, 판매 / 업무시설순으로나타나발생시대규모인명피해의발생이우려된다. 의정부화재사례를분석한결과화재가최성기에도달하여분출화염이발생할경우수직으로화염이급속도로전파되고, 인접건물과의거리가협소할경우건물간연소확대의위험성이높아대규모피해가발생할우려가있으므로이에대한대책마련이시급하다고판단된다. 기존의연구논문들을통해서수집된정보를활용하여복사열유속위험성추정알고리즘을구축하였으며, 알고리즘의신뢰도검증을위하여 ISO 13785-2 실규모외벽화재실험장치를활용하여실험을수행하였다. 그결과분출화염의복사열유속은실험시작 약 500초를기점으로 50kW/m 2 에도달하여이후화원소화시까지준정상상태를유지하는경향을나타냈고, 알고리즘을통해도출한값또한근접한결과를나타내어알고리즘의신뢰도를확인할수있었다. 향후본알고리즘에대한추가검증을실시하고바람및대기조건을반영하여인접건물간의복사열유속평가표준으로제안하고자한다. 이를통해건축물밀집지역및산업시설에서의건물간화재확대위험성평가가가능하고, 위험성이높은지역의경우복사열차단대책을마련함으로써화재발생시피해를최소화할수있을것으로판단된다. 참고문헌 국민안전처, 화재정보자료관, http://www.nfds.go.kr /lib_fdata_con_0001.jsf 2007-2016년화재통계연감. 소방방재신문, http://www.fpn119.co.kr/sub_read. html?uid=30055§ion=sc72 Takeyoshi Tanaka, Introduction to Building Fire Safety Engineering Revised Edition, The Building Center of Japan, pp. 245-254, 2002. Yokoi, S., Japanese Ministry of Construction, Building Research Institute Report 34, 1960. Ohmiya Yoshifumi, Hori Yuji, Proterties of External Flame Taking into Consideration Excess Fuel gas Ejected from Fire Compartment, J. Archit. Plann. Environ. Eng., AIJ, No. 545, pp.1-8, 2001. ISO 13785-2 Reaction-to-fire tests for facades- Part 2:Large-scale test, 2002. 151
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표준과표준화연구 (2018. 9) 제8권제3호 p.41-53. JOURNAL OF STANDARDS AND STANDARDIZATION Standardization on the Risk Assessment Method of the Radiation Heat Flux from Ejected Flame in Building Fire Shin, Yichul* Abstract When a flashover occurs from the fire in the building block, the fire explosively grows and the nature of the fire changes from a fuel-controlled fire to a ventilation-controlled fire. As a result, flame and unburned gas are ejected through the openings. The ejected unburned-gas reacts with external oxygen violently to form a large-scale ejected flame, which causes the fire to expand to the upper layer. Also, radiating high-temperature radiant heat to neighboring buildings contributes to spread fire between buildings. In this regard, various researches have been carried out on the ejected flame from an opening in domestic and overseas research institutes, but researches on the risk of fire spread into adjacent buildings due to radiant heat are very insufficient. In this study, analyzing the statistics on the fire accompanied with the ejected flame from an opening shows that the number of fires accompanied with the ejected flame from an opening was 1577 cases per year on average. As a result of investigation of Uijeongbu fire case, the ejected flame was generated from the fire reached at the peak period and combustible building material was used as the exterior material, and burning to the adjacent building was spread by radiation and convection heat of the ejected flame, resulting in great loss of life and property. A radiation heat flux risk assessment algorithm for adjacent buildings was constructed and its verification test was conducted using ISO 13785-2 full-scale external wall fire test equipment. As a result, the calculation results of the proposed algorithm and the verification test results show similar tendency, and it can be utilized as an assessment method for estimating the radiation heat flux between buildings in the future. Key Words: radiation heat flux, risk assessment, flashover, unburned gas, fire spread, heat release rate, ejected flame from an opening * Fire Insurers Laboratories of Korea (Korean Fire Protection Association), Ph.D (shinyichul@gmail.com) 153