[표지] 1
제출문 2
요약문 7
목차 8
제1장 서론 24
1.1. 연구개발의 필요성 24
1.1.1. 다양한 화재실험 측정의 낮은 신뢰도 24
1.1.2. 국내 소방장치의 물성 DB 및 수치모델의 부재 28
1.1.3. 실물화재의 화염전파 예측을 위한 입력인자 DB의 부재 33
1.1.4. 화재조건에 따른 실물화재실험의 체계적 DB의 부족 36
1.1.5. Fire Solution DB 공개를 위한 Web-site 구축의 필요성 38
1.1.6. 화재안전성능평가를 위한 화재모델링 기법의 활용 및 표준화 방안 부재 39
1.2. 연구개발 목표 및 연구내용 44
1.2.1. 연구개발 목표 및 내용 44
1.2.2. 연구개발 연차별(단계별) 목표 52
제2장 연구내용 58
2.1. 화재실험 계측기법의 표준화 59
2.1.1. 연기농도 계측기법의 표준화 60
2.1.2. 열유속 계측기법의 저가장치 개발 77
2.2. 소방장치(스프링클러, 연기 및 열감지기)의 물성 DB 체계화 및 수치모델 개선 102
2.2.1. 화재안전성 평가를 위한 스프링클러 모델의 검증 103
2.2.2. 열감지기 장치 특성 DB 구축 123
2.3. 실물화재의 화염전파 예측을 위한 DB 구축 137
2.3.1. 화염전파속도와 열발생율의 상관관계 규명 138
2.3.2. 화재성장, 화재시나리오 구성 예측기법 개발 393
2.4. 공간용도별 화재조건에 따른 실물 화재실험 및 DB 체계화 449
2.4.1. 철도역사 및 오피스텔의 화재위험성 450
2.4.2. 철도역사 가연물의 실물화재실험 451
2.4.3. LSC[10MW]를 이용한 오피스텔(주거공간)의 실물화재실험 460
2.4.4. 환기부족화재 Pool 화재 실험 492
2.4.5. 과환기 및 부족환기 조건의 실규모 Pool 화재실험에 대한 화재 시뮬레이션 검증 505
2.4.6. Pool 화재의 화염전파 가능성 검토 514
2.4.7. 화재전파 및 부족환기 조건에 대한 B-RISK 및 FDS 연계 화재 시뮬레이션 예측성능 검증 534
2.4.8. 다양한 화재조건에 대한 FDS v6.x의 예측성능 검증 552
2.5. Fire DB 공개 Web-site 구축 및 운영 568
2.5.1. Fire DB Web-site 개요 569
2.5.2. Fire DB Web-site 업데이트 및 개선 현황 571
2.6. 화재모델링 사용자 의존도 최소화를 위한 표준방안 584
2.6.1. 화재모델링 기초설정 수행과정에 대한 표준방안 585
2.6.2. 화재모델링 결과분석의 허용범위 609
2.6.3. 개방 및 구획화재에서 최대 열발생률의 상관관계 652
표 2.1.1. Kerosene 및 n-heptane 연료의 광소멸계수 측정 65
표 2.1.2. 측정 인자의 표준불확실도 및 상대표준불확실도 71
표 2.1.3. 신뢰구간에 따른 포함인자의 값 72
표 2.1.4. 총괄당량비에 따른 프로판 연료의 최대유량 75
표 2.1.5. 총괄당량비에 따른 저가형 연기농도 계측기 내·외부 온도 및 연기밀도 76
표 2.1.6. 본 연구에서 고려된 실험조건의 요약 79
표 2.1.7. PT의 크기 변화 조건 83
표 2.1.8. 고려된 금속 물질의 사진 및 열전도율 94
표 2.1.9. PT 재질에 따른 정상상태 측정값 및 상대오차 98
표 2.2.1. 국내 차동식 열감지기 형식승인 규정 125
표 2.2.2. 기관별 차동식 열감지기 감도시험 기준 125
표 2.2.3. 제조사별 차동식 열감지기의 예측모델 입력인자 133
표 2.3.1. 가스히터패널의 복사열유량 측정 비교 379
표 2.3.2. 열분해 모델에 따른 실물화재 화염전파 특성 비교 382
표 2.3.3. PVC의 다중반응에 대한 열분해 속도상수 384
표 2.3.4. 화원 데이터 445
표 2.3.5. 철도차량 실물의자 화재실험 과정 446
표 2.4.1. 철도역사 가연물 실험 조건 453
표 2.4.2. 오피스텔(주거공간) 단일가연물의 특성 462
표 2.4.3. 오피스텔(주거공간) 가연물의 특성 462
표 2.4.4. 오피스텔(주거공간)의 점화원 467
표 2.4.5. 온도측정 열전대의 위치 및 형태 (Front·Rear) 484
표 2.4.6. 오피스텔(주거공간) 화재성장률(NFPA) 요약 489
표 2.4.7. 오피스텔(주거공간) 화재성장률(2-stage) 요약 492
표 2.4.8. 헵탄 풀화재 실험에서의 환기조건에 따른 버너 및 개구부의 크기 506
표 2.4.9. 헵탄 풀화재에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델 및 전산자원 507
표 2.4.10. 헵탄 풀화재에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델의 화학반응식 및 반응속도 508
표 2.4.11. 온도측정 열전대의 위치 및 형태 (Front) 515
표 2.4.12. 화염전파 실험 조건 517
표 2.4.13. 액체연료 화재전파 실험의 연료량 및 점화순서 536
표 2.4.14. 액체연료 화재전파에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델 및 전산자원 537
표 2.4.15. 실험과 B-RISK 계산을 통해 얻어진 HRR 값의 최대 HRR 값과 총 열발생량 538
표 2.4.16. 고체연료 화재전파에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델 및 전산자원 543
표 2.4.17. 실험과 B-RISK 계산을 통해 얻어진 HRR 값의 최대 HRR 값과 총 열발생량 544
표 2.4.18. 백드래프트 실험에 사용된 구획실 내부 초기 조성 및 온도 553
표 2.4.19. 백드래프트에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델 및 전산자원 554
표 2.4.20. 백드래프트에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델의 화학반응식 및 반응속도 554
표 2.4.21. 프로판 가스 화재에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델 및 전산자원 562
표 2.4.22. 프로판 가스 화재에 대한 시뮬레이션에 적용된 연소모델의 화학반응식 및 반응속도 563
표 2.6.1. 수치해석 조건 589
표 2.6.2. 격자 종횡비 설정의 허용범위 제시를 위한 수치해석 조건 603
표 2.6.3. 국내 성능위주설계의 평가기준 617
표 2.6.4. FDS Validation guide에 제시된 화재모델의 예측 불확실도 624
표 2.6.5. 각 Cases의 열발생률 변화에 따른 ASET 비교 633
표 2.6.6. 다양한 연기농도 측정을 위해 고려된 실험조건 644
표 2.6.7. 실험 및 수치해석에 적용된 연료의 연소물성 646
표 2.6.8. 실험조건의 요약 655
그림 1.1.1. 연기농도의 측정방법 (좌로부터 중량측정법, 광소멸 측정법) 26
그림 1.1.2. 광소멸 연기농도 측정을 위한 표준 및 저가용 장치 27
그림 1.1.3. 영상처리 방법을 통한 스프링클러 분무 가시화 29
그림 1.1.4. 측정방향에 따른 분무 패터네이터 계측값 29
그림 1.1.5. 다양한 유형의 정온식 열감지기 31
그림 1.1.6. 프라스틱 사용량 33
그림 1.1.7. 비디오 이미지의 시간 순서 및 FDA 측정 그림 34
그림 1.1.8. 설계화원을 선택하는 단계별 작업방법 35
그림 1.1.9. 각 화재유형에 적용되고 있는 최대 열발생률 및 CO, Soot 생성량의 평균 및 표준편차 40
그림 1.1.10. FDS validation guide에 제시된 가스온도 및 연기농도의 예측 불확실도 41
그림 1.2.1. 연구개발 목표와 주요 내용의 개념도 44
그림 1.2.2. 세부 연구개발 목표 46
그림 1.2.3. 세부 연구개발 목표 47
그림 1.2.4. 세부 연구개발 목표 48
그림 1.2.5. 세부 연구개발 목표 49
그림 1.2.6. 세부 연구개발 목표 50
그림 1.2.7. 세부 연구개발 목표 51
그림 2.1.1. 저가형 광소멸 장치 반응성 결과 61
그림 2.1.2. 연기농도 중량측정법 개략도 62
그림 2.1.3. ISO 5660-1 광소멸계수 측정장치 사진 64
그림 2.1.4. 광소멸계수 측정장치 개략도 64
그림 2.1.5. 채집된 연기입자 필터 및 광투과율과 연기입자 체적분율의 상관관계 65
그림 2.1.6. 연기발생장치(Test 1)과 폴리에틸렌 화염(Test2) 사진 66
그림 2.1.7. 연기농도에 대한 측정계측기의 광학밀도 비교 67
그림 2.1.8. 표준 및 저가형 장치의 상대 측정 정확도 67
그림 2.1.9. 내부 연기유동이 일정한 풍동 장치사진 68
그림 2.1.10. 풍동 내부 test section의 개략도 68
그림 2.1.11. Path length 변화에 따른 연기의 균일성 69
그림 2.1.12. 표준 및 저가형 연기농도 측정 장치의 설치 사진 69
그림 2.1.13. 광소멸 연기농도 측정장치의 광투과율 70
그림 2.1.14. ISO-9705 실험에 적용된 저가형 연기농도 측정 장치 사진 73
그림 2.1.15. 저가형 연기 농도 계측기의 열적 내구성 보완 73
그림 2.1.16. 축소된 ISO-9705 표준화재실 개락도 74
그림 2.1.17. 개구부에 설치된 저가형 연기농도 측정 계측기 설치 사진 76
그림 2.1.18. 저가형 연기농도 장치 내부, 외부 온도 측정 사진 76
그림 2.1.19. 다양한 열유속 조건에서 보정된 전도 열전달 보정계수 77
그림 2.1.20. 전도 열전달 계수에 따른 열유속의 상대오차 비교 78
그림 2.1.21. 고려된 판형 열유속계의 형상 78
그림 2.1.22. 판형 열유속계의 깊이 및 단열재 밀도에 따른 열유속 측정값 비교 79
그림 2.1.23. 열손실이 최소화 된 판형 열유속계 80
그림 2.1.24. 단열 처리된 판형 열유속계의 Plate 크기에 따른 온도편차 비교 81
그림 2.1.25. 새롭게 고안된 PT의 형상 82
그림 2.1.26. PT 후면의 열전대 설치 방법 83
그림 2.1.27. ISO 5660-1 콘칼로리미터 장치의 개략도 84
그림 2.1.28. PT 크기의 변화에 따른 중심부 측정온도의 비교 85
그림 2.1.29. PT 크기의 변화에 따른 온도편차의 비교 86
그림 2.1.30. PT 크기의 변화에 따른 Kcond 도출 결과[이미지참조] 87
그림 2.1.31. L30의 열유속 측정 성능 검토 결과 88
그림 2.1.32. 입사 열유속에 따른 L30의 Kcond[이미지참조] 89
그림 2.1.33. 입사 열유속에 따른 Kcond 도출을 위한 Program 구성[이미지참조] 91
그림 2.1.34. Secant method를 통한 해석을 위한 Input file 92
그림 2.1.35. EXP.dat 및 Heatflux.dat 파일의 형태 92
그림 2.1.36. 할선법을 통해 산출된 Kcond를 적용하는 경우 L30의 측정성능 검토[이미지참조] 93
그림 2.1.37. 고려된 재질의 입사열유속에 따른 Kcond의 변화[이미지참조] 95
그림 2.1.38. 콘히터를 이용한 30 kW/m²의 조건에서 재질에 따른 응답성능 비교 96
그림 2.1.39. 실험 이후 산화에 의한 코팅제의 손상도 비교 97
그림 2.1.40. L30의 응답성능 검토를 위한 확산화염 대상 실험의 배치도 98
그림 2.1.41. 고려된 화재성장곡선 99
그림 2.1.42. Modak 식을 이용한 화재성장곡선의 검토 100
그림 2.1.43. 다양한 화재성장곡선에 대한 HFM과 L30의 열유속 측정값 비교 101
그림 2.2.1. 개선된 스프링클러 작동시험장치 형태 및 모듈 103
그림 2.2.2. 개선된 스프링클러 헤드 작동시험장치 외부 모습과 스프링클레 헤드 삽입구 내부 형태 103
그림 2.2.3. 구획공간 화재에 적용된 스프링클러 헤드 종류 105
그림 2.2.4. 플러쉬형 헤드의 실험과 FDS의 작동시간 비교 106
그림 2.2.5. 유리벌브형과 휴즈블링크형 헤드의 실험과 FDS의 작동시간 비교 106
그림 2.2.6. 가압유체가 물일 때 발생한 스프링클러 헤드의 불완전 작동 모습 107
그림 2.2.7. 스프링클러 헤드 근처에서의 액적 형성 메커니즘 108
그림 2.2.8. 스프링클러 종류 및 측정방향 109
그림 2.2.9. 한국소방산업기술원 살수 분포 시험 장치 109
그림 2.2.10. 하류에서의 살수 분포 측정을 위한 Bucket test 실험 장치 개략도 110
그림 2.2.11. 하류에서의 살수 분포 측정을 위한 Bucket test 실험 장치[그림없음] 110
그림 2.2.12. 상류에서의 분무 패턴 입력 111
그림 2.2.13. 실험과 FDS 모델과의 바닥면에서의 살수 분포 비교 112
그림 2.2.14. 실험과 FDS 모델과의 바닥면에서의 살수 분포 비교 113
그림 2.2.15. 분무 액적에 의한 연료표면의 에너지 보존 모델 114
그림 2.2.16. 소화상수(E)에 따른 발열량 감소 116
그림 2.2.17. 소화계수 측정을 위한 실험장치도 118
그림 2.2.18. 화재시험용 폼 118
그림 2.2.19. 폼 가연물의 자유연소상태의 측정 발열량 119
그림 2.2.20. 자유연소시 발열량과 방사유량에 따른 소화시 발열량 비교 120
그림 2.2.21. 점화이후 시간에 따른 화재진행과 소화과정의 영상 121
그림 2.2.22. 소화진행과정에서의 발열량 변화 비교 121
그림 2.2.23. 실험에서 측정된 E값을 적용한 FDS 해석결과와 실험결과의 발열량 비교 122
그림 2.2.24. FDS에서 정온식 열감지기 설정 방법 124
그림 2.2.25. Heskestad와 Smith가 제시한 Plunge tunnel 개략도 126
그림 2.2.26. 개선된 열감지기 측정 장치 사진과 개략도 127
그림 2.2.27. 수평(왼)과 수직(오) FDE의 내부 온도 분포 비교 127
그림 2.2.28. 니켈크롬 열선(a)과 온도컨트롤러(b)와 전력조정기(c) 사진 128
그림 2.2.29. Test section에서 측정된 다양한 온도상승률 128
그림 2.2.30. 차동식 열감지기 작동온도상승률 측정 실험 130
그림 2.2.31. 차동식 열감지기 작동온도상승률 재현성 실험 결과 130
그림 2.2.32. 차동식 열감지기의 작동온도상승률 측정 결과 131
그림 2.2.33. 제조사별 차동식 열감지기 RTI 재현성 실험 결과 132
그림 2.2.34. 차동식 열감지기의 RTI 측정 결과 133
그림 2.2.35. FDS에서 차동식 열감지기 설정 방법 134
그림 2.2.36. Test section에서 측정된 온도 및 FDS 예측온도상승률 135
그림 2.2.37. 실험값과 FDS의 감지기 작동시간 비교 136
그림 2.3.1. ISO 5658-2 화염전파실험 장비 378
그림 2.3.2. 화염전파 실험 PVC 시편의 실험 전후 379
그림 2.3.3. 화염전파실험 수치해석 모델링 380
그림 2.3.4. 열분해 모델의 시간에 따른 화염전파거리 비교 381
그림 2.3.5. PVC 화염전파 해석 complex pyrolysis model의 열방출율 381
그림 2.3.6. PVC의 콘칼로리미터 실험 (실험 중 팽창된 시편) 382
그림 2.3.7. PVC 콘칼로리미터 HRR avg. 382
그림 2.3.8. PVC PCFC 실험 결과-온도에 따른 HRR 383
그림 2.3.9. PVC 다중반응 열분해 속도상수 도출 과정 384
그림 2.3.10. ISO 5660-1 콘칼로리미터 실험 385
그림 2.3.11. 콘칼로리미터 실험 결과 (열방출율, 질량감소율, 가연물 표면 온도) 386
그림 2.3.12. ISO 5660-1 콘칼로리미터 실험 전산해석 모델링 387
그림 2.3.13. ISO 5660-1 콘칼로리미터 실험 결과 389
그림 2.3.14. ISO 9705 구획 화재 실험 390
그림 2.3.15. ISO 9705 구획 화재 실험에 사용된 단일 복합 가연물(영화관 의자) 391
그림 2.3.16. ISO 9705 구획 화재 실험 전산해석 모델링 391
그림 2.3.17. ISO 9705 구획 화재 실험 전산해석 화재성장속도결과(실험, 단순모델, 열분해모델) 392
그림 2.3.18. Thermocouple을 설치한 철도차량 실물의자 444
그림 2.3.19. 실험1 온도그래프 446
그림 2.3.20. 실험2 온도그래프 447
그림 2.3.21. 실험3 온도그래프 447
그림 2.4.1. 룸코너테스터기(Room Corner Tester, RCT)의 사진 452
그림 2.4.2. 룸코너테스터기(Room Corner Tester, RCT)의 개략도 452
그림 2.4.3. 철도역사 가연물 점화 버너 453
그림 2.4.4. 철도역사의 실물화재실험을 위한 가연물 사진 454
그림 2.4.5. 철도역사의 가연물의 온도 측정 위치 454
그림 2.4.6. 철도역사 가연물의 실물화재실험 사진 455
그림 2.4.7. 철도역사 가연물의 실물화재실험 종료 사진 456
그림 2.4.8. 측정된 철도역사 가연물의 열 발생률 457
그림 2.4.9. 측정된 철도역사 가연물의 가스농도(test 3) 457
그림 2.4.10. 측정된 철도역사 가연물의 연기생성률(test 3) 458
그림 2.4.11. 측정된 철도역사 가연물의 온도(test 1) 458
그림 2.4.12. 측정된 철도역사 가연물의 온도(test 2) 459
그림 2.4.13. 측정된 철도역사 가연물의 온도(test 3) 459
그림 2.4.14. 대형콘칼로리미터(Large Scale Cone-calorimeter, LSC)의 사진 461
그림 2.4.15. 대형콘칼로리미터(Large Scale Cone-calorimeter, LSC)의 개략도 461
그림 2.4.16. 오피스텔(주거공간) 가연물의 사진 464
그림 2.4.17. 오피스텔(주거공간) 가연물의 개략도 465
그림 2.4.18. 오피스텔(주거공간)의 실규모 실물화재실험 사진 466
그림 2.4.19. 오피스텔(주거공간)의 실물화재실험의 개략도 466
그림 2.4.20. 대형냉장고 연소성상(총 1시간 12분) 468
그림 2.4.21. 김치냉장고의 열 발생률 측정 결과 469
그림 2.4.22. 김치냉장고 연소성상(총 연소시간 37분) 470
그림 2.4.23. 주방의 열 발생률 측정 결과 471
그림 2.4.24. 실험 10 ~ 14 주방 연소성상(총 연소시간 58분(마지막 녹화x)) 472
그림 2.4.25. 실험 3 ~ 9 (주거공간 부엌) CCTV 연소 성상(총 연소시간 4분) 473
그림 2.4.26. 침실의 열 발생률 측정 결과 474
그림 2.4.27. 실험 7~15 침실 연소성상(총 연소시간 28분) 475
그림 2.4.28. 실험 7~15 침실 연소성상-CCTV1 (총 기록시간 3분 25초) 476
그림 2.4.29. 실험 7~15 침실 연소성상-CCTV2 (총 기록시간 4분) 476
그림 2.4.30. 김치냉장고의 산소 농도 측정 결과 477
그림 2.4.31. 주방의 산소 농도 측정 결과 478
그림 2.4.32. 침실의 산소 농도 측정 결과 478
그림 2.4.33. 김치냉장고의 일산화탄소 농도 측정 결과 479
그림 2.4.34. 주방의 일산화탄소 농도 측정 결과 480
그림 2.4.35. 침실의 일산화탄소 농도 측정 결과 481
그림 2.4.36. 김치냉장고의 이산화탄소 농도 측정 결과 482
그림 2.4.37. 주방의 이산화탄소 농도 측정 결과 483
그림 2.4.38. 침실의 이산화탄소 농도 측정 결과 483
그림 2.4.39. 구획 내부 침실의 연층 온도 측정 결과 485
그림 2.4.40. 주방의 온도 측정 결과 485
그림 2.4.41. 임의의 침실 가연물의 온도 측정 결과 486
그림 2.4.42. 임의의 주방 가연물의 온도 측정 결과 487
그림 2.4.43. 김치냉장고의 화재성장률 산출(NFPA) 488
그림 2.4.44. 침실의 화재성장률 산출(NFPA) 488
그림 2.4.45. 주방의 화재성장률 산출(NFPA) 489
그림 2.4.46. 김치냉장고의 화재성장률 산출(2-stage) 490
그림 2.4.47. 주방의 화재성장률 산출(2-stage) 491
그림 2.4.48. 침실의 화재성장률 산출(2-stage) 492
그림 2.4.49. ISO 9705 표준구획실 개략도 493
그림 2.4.50. 실험조건 495
그림 2.4.51. 실험 사진 495
그림 2.4.52. Pool fire에서 측정된 열 발생률 496
그림 2.4.53. Pool fire에서 측정된 산소농도(덕트) 496
그림 2.4.54. Pool fire에서 측정된 가스농도(덕트) 497
그림 2.4.55. Pool fire에서 측정된 가스농도(덕트) 497
그림 2.4.56. Pool fire에서 측정된 연기생성률 498
그림 2.4.57. 개구부 축소 구조물 개략도 499
그림 2.4.58. 개구부 축소 구조물 사진 499
그림 2.4.59. Pool fire 실험 사진 500
그림 2.4.60. Pool fire의 열 발생률 측정 결과 501
그림 2.4.61. Pool fire의 가스농도 측정 결과 (덕트) 501
그림 2.4.62. Pool fire의 O₂ 측정 결과 (구획 내부) 502
그림 2.4.63. Pool fire의 CO, CO₂ 측정 결과 (구획 내부) 502
그림 2.4.64. Pool fire의 연기발생률 측정 결과 503
그림 2.4.65. Pool fire의 온도 측정 결과 504
그림 2.4.66. Pool fire의 열유속 측정 결과 504
그림 2.4.67. 헵탄 풀화재 실험의 구획실 형상과 온도 및 화학종 농도 측정위치 505
그림 2.4.68. 헵탄 풀화재 실험에서 측정된 환기조건에 따른 HRR 곡선 506
그림 2.4.69. 헵탄 풀화재에 대한 시뮬레이션에 사용된 계산영역 및 환기조건에 따른 개구부 크기 507
그림 2.4.70. HRR 값에 대한 실험 및 수치계산 결과 (OVF 조건) 509
그림 2.4.71. TF와 TR에서 측정된 온도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과(OVF 조건) 509
그림 2.4.72. CF와 CR에서 측정된 O₂, CO₂, CO 농도분포에 대한 실험 및 수치 계산 결과 (OVF 조건) 510
그림 2.4.73. HRR 값에 대한 실험 및 수치계산 결과 (UVF 조건) 511
그림 2.4.74. TF와 TR에서 측정된 온도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과(UVF 조건) 511
그림 2.4.75. CF와 CR에서 측정된 O₂, CO₂, CO, THC 농도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 (UVF 조건) 513
그림 2.4.76. ISO 9705 표준구획실 및 버너 개략도 515
그림 2.4.77. 실험에 적용된 측정장치 사진 516
그림 2.4.78. 화염전파 실험 사진 517
그림 2.4.79. 화염전파 실험의 열 발생률 측정 결과 518
그림 2.4.80. 버너 개수에 따른 열 발생률 측정 결과 519
그림 2.4.81. 버너 사이 거리에 따른 열 발생률 측정 결과 520
그림 2.4.82. 조건 N=2, Q₁=4, Q₂=4, D=0.4의 온도 측정 결과 521
그림 2.4.83. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=1, D=0.4의 온도 측정 결과 521
그림 2.4.84. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=1, D=0.3의 온도 측정 결과 522
그림 2.4.85. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=0.5, D=0.3의 온도 측정 결과 522
그림 2.4.86. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=0.8, D=0.3의 온도 측정 결과 523
그림 2.4.87. 조건 N=1, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 온도 측정 결과 524
그림 2.4.88. 조건 N=2, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 온도 측정 결과 524
그림 2.4.89. 조건 N=3, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 온도 측정 결과 525
그림 2.4.90. 버너 개수에 따른 온도 측정 결과 525
그림 2.4.91. 연료 양에 따른 온도 측정 결과 526
그림 2.4.92. 조건 N=2, Q₁=4, Q₂=4, D=0.4의 열유속 측정 결과 527
그림 2.4.93. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=1, D=0.4의 열유속 측정 결과 527
그림 2.4.94. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=1, D=0.3의 열유속 측정 결과 528
그림 2.4.95. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=0.5, D=0.3의 열유속 측정 결과 528
그림 2.4.96. 조건 N=2, Q₁=3, Q₂=0.8, D=0.3의 열유속 측정 결과 529
그림 2.4.97. 조건 N=1, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 열유속 측정 결과 530
그림 2.4.98. 조건 N=2, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 열유속 측정 결과 530
그림 2.4.99. 조건 N=3, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 열유속 측정 결과 531
그림 2.4.100. 조건 N=1, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 CO, CO₂ 측정 결과 532
그림 2.4.101. 조건 N=2, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 CO, CO₂ 측정 결과 532
그림 2.4.102. 조건 N=3, Q₁=4, Q₂=0.8, D=0.3의 CO, CO₂ 측정 결과 533
그림 2.4.103. 버너 개수에 따른 연기발생률 측정 결과 533
그림 2.4.104. 액체연료 화재전파 실험의 구획실 형상과 온도 및 화학종 농도 측정위치 535
그림 2.4.105. 액체연료 화재전파 실험의 버너 위치 및 간격 536
그림 2.4.106. 액체연료 화재전파 실험에서 측정된 HRR 곡선 536
그림 2.4.107. 실험에서 측정된 헵탄 600 mL와 1000 mL에 대한 HRR 곡선과 평균값으로 계산된 헵탄 800 mL에 대한 HRR 곡선 537
그림 2.4.108. 액체연료 화재전파에 대한 시뮬레이션에 사용된 계산영역 537
그림 2.4.109. 실험에서 측정된 HRR 곡선과 B-RISK 계산을 통해 얻어진 Percentile이 70%, 90%, 100%인 HRR 곡선 538
그림 2.4.110. TF와 TR에서 측정된 온도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 540
그림 2.4.111. CF와 CR에서 측정된 화학종 농도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 (O₂, CO₂) 541
그림 2.4.112. 고체연료 화재전파 실험의 구획실 형상과 온도 및 화학종 농도 측정위치 542
그림 2.4.113. 고체연료 화재전파 실험에서 측정된 HRR 곡선 542
그림 2.4.114. 실험에서 측정된 HRR 곡선과 B-RISK 계산을 통해 얻어진 Percentile이 70%, 90%, 100%일 때의 HRR 곡선 543
그림 2.4.115. TF와 TR에서 측정된 온도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 545
그림 2.4.116. CF와 CR에서 측정된 화학종 농도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 (O₂, CO₂) 546
그림 2.4.117. 환기부족 풀화재 실험의 구획실 형상과 온도 및 화학종 농도 측정위치 547
그림 2.4.118. 실험에서 측정된 HRR 곡선과 B-RISK 계산을 통해 얻어진 HRR 곡선 548
그림 2.4.119. 실험과 B-RISK 및 FDS 계산을 통해 얻어진 HRR 곡선 549
그림 2.4.120. TF와 TR에서 측정된 온도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과 550
그림 2.4.121. CF와 CR에서 측정된 화학종 농도분포에 대한 실험 및 수치계산 결과(O₂, CO₂, CO, THC) 551
그림 2.4.122. 백드래프트에 대한 시뮬레이션에 사용된 계산영역 553
그림 2.4.123. 실험 및 시뮬레이션을 통해 얻어진 구획실 내부 미연연료 농도에 따른 최고 압력에 대한 결과 555
그림 2.4.124. 시간경과에 따른 단위 체적당 열발생률에 대한 시뮬레이션 결과 557
그림 2.4.125. 구획실 중간 단면에서의 시간경과에 따른 온도 분포 결과 558
그림 2.4.126. 압력변화에 대한 두 연소모델의 예측성능 비교 559
그림 2.4.127. 프로판 가스 화재실험의 구획실 형상과 온도 및 화학종 농도 측정위치 561
그림 2.4.128. 프로판 가스 화재실험에서 측정된 HRR 곡선 561
그림 2.4.129. 프로판 가스 화재에 대한 시뮬레이션에 사용된 계산영역 562
그림 2.4.130. 실험에서 측정된 HRR 곡선과 EDC 연소모델의 활성화 에너지에 따른 HRR 곡선 출력값 564
그림 2.4.131. 실험에서 측정된 HRR 곡선과 연소모델에 따른 HRR 곡선 출력값 564
그림 2.4.132. 높이 0.35 m에서 측정된 실험 및 수치계산의 온도분포 결과 566
그림 2.4.133. CF와 CR에서 측정된 실험 및 수치계산의 화학종 농도분포 결과(O₂, CO₂, CO) 567
그림 2.5.1. Fire DB 공개를 위한 세부분류 및 내용 569
그림 2.5.2. Fire DB 공개를 위한 Web-site 메인화면 570
그림 2.5.3. Web-site 메인메뉴 구성 570
그림 2.5.4. 모델화원 DB 개념 및 활용법 571
그림 2.5.5. 모델화원 DB 구성을 위한 고체연료 실험 DB 572
그림 2.5.6. 모델화원 DB 구성을 위한 액체연료 실험 DB 573
그림 2.5.7. 「단일가연물 DB」의 연소물성 DB 페이지 574
그림 2.5.8. 「단일가연물 DB」의 연소물성 DB 상세페이지 574
그림 2.5.9. 「단일가연물 DB」의 화재확산 DB 개념 및 활용법 페이지 575
그림 2.5.10. 「단일가연물 DB」의 열물성/열분해 DB 개념 및 활용법 페이지 575
그림 2.5.11. 「단일가연물 DB」의 화재확산 DB 페이지 576
그림 2.5.12. 「공간용도별 DB」의 판매시설화재 DB 페이지 577
그림 2.5.13. 「공간용도별 DB」의 판매시설화재 DB 페이지 577
그림 2.5.14. 「장치물성 DB」의 연기감지기 DB 페이지 578
그림 2.5.15. 「알림마당」의 연기감지기 예측모델 도출 방법 제시 578
그림 2.5.16. 「장치물성 DB」의 열감지기 DB 페이지 579
그림 2.5.17. 「장치물성 DB」의 정온식 열감지기 DB 페이지 580
그림 2.5.18. 「장치물성 DB」의 차동식 열감지기 DB 페이지 580
그림 2.5.19. 「장치물성 DB」의 스프링클러 DB 개념 및 활용법 페이지 581
그림 2.5.20. 「장치물성 DB」의 스프링클러 관련 DB 582
그림 2.5.21. 「논문자료」에 제시된 연구성과 583
그림 2.6.1. ISO 9705 표준화재실을 포함한 격자계의 개략도 587
그림 2.6.2. 화재시뮬레이션을 위한 Design fire curve 588
그림 2.6.3. 열발생률에 대한 격자크기 및 화원면적의 영향 590
그림 2.6.4. 격자크기와 화원면적에 따른 상층부 온도 및 열유속의 예측값 비교 591
그림 2.6.5. 수치해석 조건에 따라 개구부를 통해 유입되는 공기의 질량유량에 대한 비교 592
그림 2.6.6. 화원면적에 따른 y-z평면(x=1.2 m)에서의 평균 온도분포 및유동장의 비교 594
그림 2.6.7. 격자 크기 및 화원면적에 따른 O₂, CO, 온도 및 가시도의 비교 595
그림 2.6.8. 화재실 개구부로부터의 거리에 따른 외부 O₂, CO, 온도 및 가시도의 비교 596
그림 2.6.9. Af=1.44 m², Ngrid=16의 조건에서 y-z평면(x=1.2 m)의 Soot 및 온도의 평균 분포도[이미지참조] 598
그림 2.6.10. 층고가 3 m인 구획에서 거리에 따른 가시도에 대한 화원면적의 영향 599
그림 2.6.11. 격자 종횡비 허용범위 도출을 위한 계산영역 및 개요 602
그림 2.6.12. 화원부근의 영역 선정을 위한 예측결과 603
그림 2.6.13. Case 1의 조건에서 예측된 가스온도, 연층높이 그리고 광학밀도 604
그림 2.6.14. Case 1의 조건에서 예측된 각 화학종들의 체적분율 605
그림 2.6.15. 격자 종횡비 설정에 따른 예측 물리량(가스온도, 연층높이, 광학밀도) 606
그림 2.6.16. 격자 종횡비 설정에 따른 예측 물리량(O₂, CO₂ CO 농도) 607
그림 2.6.17. 격자 종횡비 설정에 따른 예측 물리량의 변화율 608
그림 2.6.18. 5년간 시행된 PBD 평가에서 적용되고 있는 화재시나리오 유형 611
그림 2.6.19. 각 화재유형에 적용되고 있는 최대 열발생률의 평균 및 표준편차 612
그림 2.6.20. 각 화재유형에 적용되고 있는 CO 및 Soot 생성량의 평균 및 표준편차 613
그림 2.6.21. 입력변수 민감도 분석에 따른 예측결과의 영향 검토를 위한 연구목표 614
그림 2.6.22. 5년간 시행된 PBD 보고서를 바탕으로 설정된 화재시나리오 615
그림 2.6.23. 주차장 화재시나리오를 구현하기 위한 계산영역의 개략도 615
그림 2.6.24. 주차장 화재시나리오에서 예측된 다양한 물리량 618
그림 2.6.25. 격자 민감도 분석에 따른 가시도의 예측결과 비교 619
그림 2.6.26. 최대 열발생률의 민감도 분석에 따른 가시도 및 ASET 620
그림 2.6.27. Soot 생성량 민감도 분석에 따른 가시도 및 ASET 620
그림 2.6.28. Km 민감도 분석에 따른 가시도 및 ASET[이미지참조] 621
그림 2.6.29. 영화관 및 오피스텔 화재시나리오의 가정이 적용된 계산영역 625
그림 2.6.30. 각 화재유형에 적용된 화재성장곡선 627
그림 2.6.31. Case 1의 화재조건에 대한 각 물리량의 예측결과 및 임계값 도달 시간 628
그림 2.6.32. Case 2의 화재조건에 대한 각 물리량의 예측결과 및 임계값 도달 시간 629
그림 2.6.33. Case 1의 화재조건에서 열발생률 측정 불확실도가 고려된 예측결과및 임계값 도달 시간 631
그림 2.6.34. Case 2의 화재조건에서 열발생률 측정 불확실도가 고려된 예측결과및 임계값 도달 시간 632
그림 2.6.35. Case 1의 화재조건에서 Raw data와 V&V 결과가 반영된 예측결과 비교 635
그림 2.6.36. Case 2의 화재조건에서 Raw data와 V&V 결과가 반영된 예측결과 비교 636
그림 2.6.37. 각 cases에서 Raw data와 V&V 결과가 반영된 ASET 예측결과 비교 637
그림 2.6.38. FDS validation guide에 제시된 기체온도 및 연기농도의 결과 비교 640
그림 2.6.39. 연기농도 측정을 위해 제작된 실험장치 641
그림 2.6.40. 실험장치에 설치된 연기농도 측정장치 642
그림 2.6.41. 연기농도 측정을 위한 He-Ne 레이저 및 저가형 장치 642
그림 2.6.42. He-Ne 레이저 및 저가형 장치를 통해 측정된 연기농도 비교 643
그림 2.6.43. 제작된 실험장치의 사진 및 화재실험 진행 모습 644
그림 2.6.44. 연기농도 예측 불확실도를 도출하기 위해 적용된 계산영역의 개략도 645
그림 2.6.45. 헵탄 풀화재에서 측정 및 예측된 열발생률 및 가스온도 비교 647
그림 2.6.46. 케로신 풀화재에서 측정 및 예측된 열발생률 및 가스온도 비교 648
그림 2.6.47. 헵탄 풀화재에서 측정 및 예측된 광학밀도 비교 648
그림 2.6.48. 케로신 풀화재에서 측정 및 예측된 광학밀도 비교 649
그림 2.6.49. 재검토된 연기농도의 예측 불확실도 651
그림 2.6.50. 목재 연료 대상 실험 결과(4차년도) 653
그림 2.6.51. 실험에 적용된 1/4 축소규모 ISO 9705 구획의 개략도 654
그림 2.6.52. 구획의 환기량을 변화하기 위해 고려된 개구부 형상 및 명칭 655
그림 2.6.53. 최대 열발생률 및 화재성장률에 미치는 비등의 영향 검토 656
그림 2.6.54. 실험 조건에 따른 최대 열발생률 및 질량감소율의 비교 657
그림 2.6.55. 비등이 발생하는 경우 질량감소율 및 열발생률의 성장 곡선 검토 658
그림 2.6.56. 비등이 발생하는 시점을 고려한 개방공간과 구획 내의 최대 열발생률및 구획 내 상층부 온도의 비교 659
그림 2.6.57. 총괄당량비에 따른 열발생률의 비 660
그림 2.6.58. 실험조건에 따른 개방공간 및 구획 내에서 화재성장률의 변화 661
그림 2.6.59. 실험조건에 따른 개방공간 및 구획 내에서 화재성장률의 변화 662
그림 2.6.60. 버너 한 변의 길이가 200 mm 이하인 조건에서 화재성장률의 비교 662
그림 2.6.61. 면적비 도출을 위한 구획의 개략도 663
그림 2.6.62. 면적비에 따른 구획 내 화재성장률의 개방공간 평균 화재성장률에 대한 비 664