[표지]
제출문
보고서 초록
목차
제1장 모델가연물 선정 27
1.1. 배경 27
1.1.1. 연구목적 27
1.2. 물품 현장조사 27
1.2.1. 국내 창고 가연물 조사 27
1.2.2. 현장조사 결과 28
1.2.3. 설문조사 결과 31
1.2.4. 소결 32
1.3. 표준 수용물품 연소특성실험 33
1.4. 적재 가연물 실험 37
1.5. 실험결과 및 분석 45
1.6. 결론 53
제2장 화재위험등급 고도화 55
2.1. 화재위험등급분류 초안 55
2.2. 화재위험등급 고도화 방안 56
2.2.1. 물품등급 기준 검토 56
2.2.2. 등급별 물품 분류 59
2.2.3. 플라스틱, 탄성 중합체 및 고무의 등급 72
제3장 적층형 창고의 설치기준(안) 75
3.1. 적층형 대형창고 스프링클러 기준(안)(기계) 75
3.2. 적층형 대형창고 감지기 기준안(전기) 166
3.3. 적층형 창고 안전기준안(건축, 피난, 안전관리) 185
3.4. 적층형 대형창고 소방시설 설치기준(안) 해설 188
제4장 적층형 창고 적재물품 화재특성 DB구축 191
4.1. 연구배경 및 목적 191
4.2. 실험개요 192
4.2.1. 표준물품의 구성 192
4.2.2. 시험방법 194
4.3. 결과 및 분석 195
제5장 축소모델(중규모)을 통한 수평차단막 화재확산 억제성능 평가 199
5.1. 연구배경 및 목적 199
5.2. 차단막 관련 연구사례 200
5.3. 실험 개요 205
5.3.1. 표준랙크의 구성 및 차단막 205
5.3.2. 축소모델 화재시험 208
5.3.3. 분석 방법 213
5.4. 결과 및 분석 214
제6장 실물 화재시험을 통한 표준랙크의 화재특성 222
6.1. 연구배경 및 목적 222
6.2. 한국의 랙크식 창고 223
6.3. 표준랙크의 화재시험 226
6.3.1. 적재물품의 결정 226
6.3.2. 랙크의 구성 226
6.3.3. 분석 방법 231
6.4. 결과 및 분석 235
제7장 헤드소화성능 및 화재감지실험 244
7.1. 인랙 스프링클러 헤드 소화성능 실험 244
7.1.1. 개요 244
7.1.2. 실험시나리오 244
7.1.3. 실험결과 및 분석 248
7.2. 실규모 랙크 구조물에서의 화재감지 실험 255
7.2.1. 개요 255
7.2.2. 랙크식 물류창고 화재감지기 설치현황 256
7.2.3. 실험장치 및 방법 260
7.2.4. 실험결과 및 분석 265
7.2.5. 소결 286
제8장 국내 화재감지기 RTI 등급분류 287
8.1. 개요 287
8.2. RTI 계산이론 및 등급분류 기준 288
8.2.1. RTI 계산이론 288
8.2.2. 감지기 등급분류 기준 291
8.3. 실험장치 및 방법 292
8.4. 실험결과 및 분석 295
8.5. 소결 300
제9장 다중센서 복합화재감지기 개발 302
9.1. 개요 302
9.2. 회로설계 및 제작 302
9.2.1. 회로설계 302
9.2.2. 복합화재감지기 제작 309
제10장 기존 샌드위치패널 물류창고의 유지관리측면의 건축적 설계기준 분석 313
10.1. 화재안정성 측면의 조사 및 문제점 분석 313
10.2. 구조시스템에 따른 화재안정성 측면의 조사 분석 322
10.3. 샌드위치패널 물류창고의 화재 안정성 평가 항목 335
10.4. 화재발생시 소방대원 진입로 및 피난로 조사분석 338
10.4.1. 샌드위치패널 대형물류창고 현장 실태조사 분석 338
10.4.2. 대형물류창고의 피난 주출구 설치 기준 347
10.4.3. 샌드위치패널 대형물류창고의 진입로 및 피난 출구 설계 개발 349
제11장 샌드위치패널 물류창고의 건축방화 설계기준 분석 351
11.1. 샌드위치패널 대형물류창고의 방화구획, 내화규정 351
11.2. 샌드위치패널 물류창고의 소화방법 358
11.3. 샌드위치패널의 물류창고 화재시 골든타임 확보 363
11.4. 샌드위치패널의 패널의 방화재료 안전을 위한 개선방안 365
11.5. 화재안전을 고려하지 못한 건축구조 사례와 화재안전의 건축구조적 대응방향 374
11.6. 화재안전 단계별 대응 방안 376
11.7. 국외 일본 건축물 소방법의 방화구획 377
11.7.1. 방화구획 377
11.7.2. 일본 건축물 화재방지의 주안점 377
11.7.3. 일본 화재안전 분류체계 및 비교 378
11.8. 대형물류창고 인정내화구조와 내화구조 인정서 381
11.9. 화재안전 확보를 위한 인정내화구조 등 건축 구조적 대응 382
11.10. 샌드위치 패널 벽, 천정재 화재안전 성능요건 분석 390
제12장 샌드위치패널 착화실험 397
12.1. 개요 397
12.2. 실험장치 및 방법 397
12.3. 실험결과 및 분석 398
12.4. 소결 404
제13장 창고에서의 감지기 배치 기준 제안 405
13.1. 창고화재 감지에 대한 접근 방법 405
13.1.1. 창고화재 감지 영향 평가 내용 406
13.2. 창고화재 적용 감지 시스템 407
13.2.1. 연기 감지기 408
13.2.2. 열 감지기 411
13.2.3. 불꽃 감지기 413
13.2.4. 해외 감지기 연구결과 413
13.3. 빔을 활용한 감지기 개발 제안 414
13.3.1. 개발 개요 415
13.3.2. 주요 모형 및 기능 415
13.3.3. 빔 일체형 감지기의 특징 416
13.4. 공기 흡입형 감지 시스템 배치 제안 420
13.4.1. 공기 흡입형 감지기의 평면 배치 420
13.4.2. 공기 흡입형 감지기의 수평 배치 421
제14장 국내, 국외 소방시설기준 및 경제성분석 424
14.1. 현행 적층형창고에 대한 국내 소방시설기준 424
14.2. 현행 적층형창고에 대한 국내 소방시설 기준의 문제점 428
14.3. 적층형창고에 대한 국제 소방시설 기준 434
14.4. 적층형창고에 대한 국내 및 국제 소방시설기준의 비교 442
14.5. 국내 및 국제 소방시설기준 적용 시의 예상 공사비 443
14.6. 경제성 비교 분석 446
제15장 스프링클러 살수밀도 측정 및 흐름성능 시험 분석 448
15.1. 개요 448
15.2. 인랙 스프링클러에 요구되는 성능 449
15.3. 인랙 스프링클러의 흐름성능실험 450
15.3.1. 실험개요 450
15.3.2. 실험 결과 분석 – 외부 흐름 분석 454
15.4. 인랙 스프링클러의 방사각도별 살수밀도측정 464
15.4.1. 실험 개요 464
15.5. ESFR 인랙 스프링클러의 흐름성능실험 468
15.5.1. 실험 개요 및 살수밀도 측정결과 468
15.5.2. ESFR헤드의 방사각도별 살수밀도 측정 472
제16장 화재모델링 적용 지침 474
16.1. 적층형 창고에 대한 화재모델링 적용 개요 474
16.2. 적층형 창고에 대한 FDS 적용지침 476
16.2.1. FDS 화재확산 설정 477
16.2.2. FDS 감지 및 스프링클러 동작 관련 부분 479
16.2.3. FDS 스프링클러 설정 480
16.2.4. FDS 화재진압 이론 486
16.2.5. FDS 신뢰성 확인 490
16.3. 축소모델링 적용 지침 491
참고문헌 495
표 1.1. 현장조사 대상 현황 28
표 1.2. 현장조사 결과 29
표 1.3. 설문조사 대상 현황 30
표 1.4. 보관 물품 카테고리 비율 32
표 1.5. 시험체의 구성 43
표 1.6. 3단 표준랙크 시험체의 구성 및 분류 49
표 2.1. Class I 물품의 사례 61
표 2.2. Class II 물품의 사례 63
표 2.3. Class III 물품의 사례 66
표 2.4. Class IV 물품의 사례 68
표 3.1. The protection criteria shall be selected from the following 103
표 3.2. Where using ordinary temperature–rated sprinklers, the following... 107
표 3.3. Where using high temperature–rated sprinklers, the following... 107
표 3.4. The densities above shall be modified based on the... 107
표 3.5. Protection of palletized and solid-piled storage of Class I through... 109
표 3.6. Protection of palletized and solid-piled storage of Class I through... 109
표 3.7. Protection of palletized and solid-piled storage of... 113
표 3.8. Requirements for sprinkler type... 160
표 3.9. 부착높이에 따른 감지기의 종류 172
표 3.10. 부착높이 및 특정소방대상물의 구분에 따른 감지기의 종류 174
표 3.11. 부착높이 및 소방대상물의 구분에 따른 감지기의 종류 176
표 3.12. 부착높이에 따른 감지기의 종류 177
표 5.1. 차단막 관련 연구사례 203
표 5.2. 시험체의 구분 213
표 6.1. 적재물품의 종류에 따른 스프링클러의 선택 230
표 6.2. 3단 표준랙크 시험체의 구성 및 분류 231
표 7.1. 인랙 SP헤드 소화성능 실험 시나리오 요약 247
표 7.2. 인랙 SP헤드 소화실험 결과 요약 254
표 7.3. 높이에 따른 설치 감지기 257
표 7.4. 열감지기 설치면적 258
표 7.5. 연기감지기 설치면적 258
표 7.6. 열감지기 반응시간 결과 277
표 8.1. FM Global에 따른 감지기 등급분류 292
표 8.2. 실험 감지기 상세 294
표 8.3. 감지기 사양 295
표 8.4. 정온식 감지기 RTI값 296
표 8.5. 차동식 감지기 RTI값 296
표 8.6. 감지기 등급분류 300
표 9.1. 온도감도시험 결과 311
표 9.2. 연기농도 감도시험 결과 311
표 10.1. 샌드위치패널의 구성요소 314
표 10.2. 금속 표면재 품질규격(KS F 4724) 315
표 10.3. 샌드위치패널 심재에 의한 분류 319
표 10.4. FTIR를 이용한 유해가스 분석 기준 321
표 10.5. 국가별 난연시험 방법 및 난연등급 322
표 10.6. 최근 발생한 대형물류창고 화재 원인 323
표 10.7. 물류창고 건축구조 시스템 비교 327
표 10.8. 철골구조와 P.E.B 구조 비교 329
표 10.9. 화재확산 방지 및 안정성 평가를 위한 평가항목 336
표 10.10. 대형물류창고 현장조사 사례 339
표 10.11. 현장조사 된 대형물류창고의 건축구조 및 마감재료 343
표 10.12. 대형물류창고 현장조사를 통한 주출입구 및 비상 피난... 345
표 10.13. 대형물류창고 현장조사를 통한 주출입구 및 비상... 346
표 10.14. 피난층에서 옥외출구까지 보행거리 349
표 10.15. 샌드위치패널 대형물류창고의 피난 주출입구 설계 기준 350
표 11.1. 내화구조의 건축용도별 바닥면적 351
표 11.2. 건축시설별 내화구조의 성능기준 352
표 11.3. 내화구조 또는 불연재료 방화구획단위 및 구획구조 기준 353
표 11.4. 내화구조 또는 불연재료가 아닌 방화구획 단위 및 구획구조 기준 354
표 11.5. 경계벽 및 칸막이벽의 방화구획 단위 및 구획구조 355
표 11.6. 내화구조 검토대상 용도별 바닥면적 356
표 14.1. 적재 형태에 따른 카테고리 441
표 14.2. 국내 기준 적용 vs 국제기준 적용시의 공사비 산출 비교 446
표 15.1. IRAS K80 –Kr - with no wrapping 457
표 15.2. IRAS K80 –Kr - with wrapping 457
표 15.3. IRAS K80 –US - with no wrapping 458
표 15.4. IRAS K115 –US - with wrapping 458
표 15.5. IRAS K80 –Kr - with no wrapping 459
표 15.6. IRAS K80 –Kr - with wrapping 459
표 15.7. IRAS K80 –US - with no wrapping 460
표 15.8. IRAS K115 –US - with wrapping 460
표 15.9. 헤드별 각도별 측정된 밀도 464
표 15.10. K360 1차 실험 평균 유량=763.7 lpm 10분 방수 470
표 15.11. K360 2차 실험 평균 유량=844.2 lpm 10분 방수 470
표 15.12. K360 방사각도별 밀도측정 실험결과(3분) 472
그림 1.1. 표준 수용물품 실험체 34
그림 1.2. 열방출율 그래프 35
그림 1.3. 시험장면 36
그림 1.4. 국내 랙크식 창고 현장사진 38
그림 1.5. 파렛트단위 적재물품의 구성 및 규격 39
그림 1.6. 제작된 박스단위 적재물품 42
그림 1.7. 1단 & 3단 시험체 구성 및 발화점 44
그림 1.8. 파렛트단위 적재물품별 화재시험 모습 47
그림 1.9. 경과시간에 따른 파렛트단위 적재물품의 열방출율 48
그림 1.10. 경과시간에 따른 파렛트단위 적재물품의 연기발생률 48
그림 1.11. 물품별 화염확산속도분석 결과 50
그림 1.12. Single-row Rack의 위치별 온도 분포 51
그림 1.13. 3단 실험 시간별 열방출율 52
그림 1.14. 모델가연물 선정(CEP) 54
그림 2.1. 화재위험등급 기준 마련 방안 57
그림 2.2. 물품분류 기준 59
그림 2.3. 표준 Class II 물품 64
그림 2.4. 발포 및 비발포 Group A 플라스틱 혼합물을 포함하는 물품 70
그림 2.5. 발포 및 비발포 Group A 플라스틱 혼합물을 포함하는... 70
그림 2.6. 플라스틱 등급분류 흐름도 71
그림 4.1. 표준물품인 UUP의 파렛트단위 구성 194
그림 4.2. UUP의 시간별 화재 성상 196
그림 4.3. UUP의 화재특성 198
그림 5.1. 차단막의 내화성능 평가 시험사례 204
그림 5.2. FM Global 표준물품을 참고하여 한국에서 제작된... 207
그림 5.3. 파렛트단위 적재물품의 구성 및 규격 207
그림 5.4. 1/3 축소모델 표준랙크와 실물 표준랙크 211
그림 5.5. 축소모델 랙크 내 수평차단막의 설치 패턴 212
그림 5.6. Model scale Rack의 시간별 화재성상 216
그림 5.7. 영상분석에 의한 Model scale Rack의 화재확산속도 217
그림 5.8. Model scale Rack의 평균온도(측정위치(3단 높이)) 219
그림 5.9. 시간경과별 열방출율 221
그림 6.1. 설문조사 방식을 적용한 국내 랙크식 창고의 실태 조사 225
그림 6.2. 3단 표준랙크의 구성과 발화위치 228
그림 6.3. 4단 표준랙크의 구성과 발화위치 229
그림 6.4. 분석데이터 측정 위치 233
그림 6.5. ESFR K360 스프링클러 설치 배관도 234
그림 6.6. Flue Space 발화한 표준랙크의 화재거동 236
그림 6.7. Open Space 발화한 표준랙크의 화재거동 237
그림 6.8. 영상촬영 분석에 의한 화염확산속도 238
그림 6.9. Single-row Rack의 위치별 온도 분포 239
그림 6.10. 3단 표준랙크의 시간별 열방출율 241
그림 6.11. 4단 표준랙크의 화재성상 243
그림 7.1. 가연물 배치 245
그림 7.2. 헤드 및 화원 배치 245
그림 7.3. 가연물 배치 245
그림 7.4. 헤드 및 화원 배치(헤드 2개) 246
그림 7.5. 헤드 및 화원 배치(헤드 3개) 247
그림 7.6. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(헤드 1개) 248
그림 7.7. 인랙 SP헤드 소화실험 장면... 249
그림 7.8. 인랙 SP헤드 소화실험 장면... 251
그림 7.9. 인랙 SP헤드 소화실험 장면... 252
그림 7.10. 인랙 SP헤드 소화실험 장면... 253
그림 7.11. 창고 현장에 높게 설치된 스포트형 감지기 260
그림 7.12. 감지기 배치 개략도 I 261
그림 7.13. 면심지 배열 262
그림 7.14. 감지기 배치 개략도 II 264
그림 7.15. 면심지(Cotton) 화재 265
그림 7.16. 면심지 화재에 의한 연기유동 266
그림 7.17. 시간에 따른 연기농도(1번~9번 감지기) 267
그림 7.18. 시간에 따른 연기농도(10번~18번 감지기) 268
그림 7.19. 시간에 따른 연기농도(19번~27번 감지기) 268
그림 7.20. 시간에 따른 연기농도(28번~36번 감지기) 269
그림 7.21. 시간에 따른 연기농도(37번~45번 감지기) 269
그림 7.22. 최대 연기농도까지 도달시간 270
그림 7.23. N-heptane 화재 271
그림 7.24. 시간에 따른 온도분포(1번~9번 감지기 위치) 273
그림 7.25. 시간에 따른 온도분포(10번~18번 감지기 위치) 273
그림 7.26. 시간에 따른 온도분포(19번~27번 감지기 위치) 274
그림 7.27. 시간에 따른 온도분포(28번~36번 감지기 위치) 274
그림 7.28. 시간에 따른 온도분포(37번~45번 감지기 위치) 275
그림 7.29. 랙크 각 level별 분당 온도상승률 비교 276
그림 7.30. 실물규모 랙크 구조물 279
그림 7.31. 실물규모 랙크 화재실험 장면 280
그림 7.32. 시간에 따른 온도분포(1번~9번 위치, 1 level) 281
그림 7.33. 시간에 따른 온도분포(10번~18번 위치, 2 level) 281
그림 7.34. 시간에 따른 온도분포(19번~27번 위치, 3 level) 282
그림 7.35. 시간에 따른 온도분포(28번~36번 위치, 천장) 282
그림 7.36. 시간에 따른 연기농도(1번~9번 위치, 1 level) 284
그림 7.37. 시간에 따른 연기농도(10번~18번 위치, 2 level) 284
그림 7.38. 시간에 따른 연기농도(19번~27번 위치, 3 level) 285
그림 7.39. 시간에 따른 연기농도(28번~36번 위치, 천장) 285
그림 8.1. 플런지 터널(FM Global) 293
그림 8.2. 정온식 감지기 RTI 비교... 297
그림 8.3. 정온식 감지기 RTI 비교(Bimetal식) 297
그림 8.4. 차동식 감지기 RTI 비교(Thermistor식) 298
그림 8.5. 차동식 감지기 RTI비교(Pneumatic식) 299
그림 9.1. Power Part 회로도 304
그림 9.2. 카메라 MCU Part 304
그림 9.3. 카메라 인터페이스 Part 304
그림 9.4. HUB 인터페이스 Part 305
그림 9.5. HUB 전원 Part 305
그림 9.6. RJ45 인터페이스 회로 306
그림 9.7. Pattern 배치도 306
그림 9.8. Pattern Top, Bottom(1차) 307
그림 9.9. 부품배치도 Top 307
그림 9.10. 부품배치도 Bottom 308
그림 9.11. Pattern Top, Bottom(2차) 308
그림 9.12. PCB 제작 샘플 I 309
그림 9.13. PCB 제작 샘플 II 310
그림 9.14. 카메라 연동 프로그램 312
그림 10.1. ISO 13784 난연성 시험방법 320
그림 10.2. 김포 제일모직 물류창고 화재 사진 323
그림 10.3. P.E.B 구조시스템 종류 330
그림 10.4. 현장 조사 물류창고 사진 341
그림 11.1. 건축물 방화구획 및 비상계단 설치기준 354
그림 11.2. 샌드위치패널 소화 천공기(돌진관창) 359
그림 11.3. 돌관관창 헤드 360
그림 11.4. 펀칭지지대 360
그림 11.5. 슬라이딩 햄머 361
그림 11.6. 천공기의 연결대 361
그림 11.7. 개량형 돌관관창 해드과 기존관창 비교 362
그림 11.8. 개량형 돌관관창의 소화진압 시험 363
그림 11.9. 일본법 분류체계 378
그림 11.10. 인정내화구조 382
그림 11.11. Fire Blocking을 설치하여 건물의 착화지연 396
그림 12.1. 샌드위치 패널 착화실험 개략도 398
그림 12.2. 샌드위치 패널 착화시험... 399
그림 12.3. 샌드위치 패널 연소 장면 – SP헤드 작동한 경우 401
그림 12.4. 샌드위치 패널 연소 장면... 402
그림 12.5. 실험 종료 후 모습 403
그림 13.1. 랙의 세로빔을 활용한 감지기 개략도 416
그림 13.2. 랙의 중간 부분 빔에 감지기 모듈 설치 417
그림 13.3. 빔과 빔사이의 배선은 퀵 컨넥터로 연결하는 모양 418
그림 13.4. 랙에서의 공기흡입형 감지기 설치 제안 평면도 421
그림 13.5. 랙에서의 공기흡입형 감지기 설치 제안 입단면도 423
그림 14.1. 플라스틱화재 열방출율 430
그림 14.2. Large Orifice 스프링클러헤드와 Extra Large Orifice... 432
그림 15.1. 인랙 스프링클러의 살수 시 장애 지역 449
그림 15.2. 실험시설의 스프링클러 장치 계통도 451
그림 15.3. 스프링클러의 살수 채집장치 451
그림 15.4. 채수통의 배치와 크기(노란색) 452
그림 15.5. 각 위치의 채수통 번호 452
그림 15.6. 살수 후 사진촬영 면 구분 453
그림 15.7. 실험 사용 헤드 453
그림 15.8. 인랙 헤드 K80 국산 제품 살수 흐름 결과(랩X) 454
그림 15.9. 인랙 헤드 K80 미국 제품 살수 흐름 결과(랩O) 455
그림 15.10. 인랙 헤드 K80 미국 제품 살수 흐름 결과(랩X) 455
그림 15.11. 인랙 헤드 K115 미국 제품 살수 흐름 결과(랩X) 456
그림 15.12. 인랙 헤드 K80 국산 제품 방사각도 461
그림 15.13. 인랙 헤드 K80 미국 제품 방사각도 462
그림 15.14. 인랙 헤드 K115 미국 제품 방사각도 462
그림 15.15. 방사각도별 살수밀도 측정실험 465
그림 15.16. 측정사용헤드 465
그림 15.17. 각도별 살수밀도와 방사각도 측정 466
그림 15.18. K360 살수실험 장면 468
그림 15.19. K360 살수실험장치 계통도 469
그림 15.20. K360 헤드 방사각도 측정 471
그림 15.21. K360 헤드 방사각도 측정 473
그림 16.1. 인랙 스프링클러 설치 3D 475
그림 16.2. 적층형 창고에 대한 FDS 적용 모습 476