구획화재 시 국부복사열에 노출된 유리면의 수막접촉에 따른 급냉파열특성 관한 실험적 연구

Experimental Study on Interaction of Water Sprayed Curtain on Hot Surface of a Window Glass and its Effects on Glass Surface Temperature in Room Fires

본 연구는 방화구획에 적용 가능한 수막형성유리벽에의 직근에 화원이 위치하는 경우 국부복사열에 의해 수막형성전 유리면이 가열된 상태에서 상부 수막분사노즐에서 분사되는 수막이 접촉함에 따른 급냉파열현상을 규명하기 위한 연구이다. 유리면 직근에서 국부복사열을 주는 실화재실험을 실시하여 분석하면 보통유리는 유리면 포면온도(가열측)가 <TEX>$100^{\circ}C$</TEX>를 넘는 경우에 수막을 접촉시킬 경우 파열이 발생하며, 강화유리는 유리 가열면 온도가 <TEX>$250^{\circ}C$</TEX>이상일 때 수막형성에 의한 급냉 파열이 발생함을 알 수 있었다. 향후 강화유리에 수막을 도포시키는 현재 방화구획에 사용되고 있는 유리의 대다수가 강화유리인 것을 감안하면 수막의 도포이전에 강화유리면의 온도가 <TEX>$300^{\circ}C$</TEX>이내에서는 수막을 유리면에 급속히 접촉시켜도 유리면의 급냉 파열이 일어나지 않음을 발견하였다. 따라서 일정한 공간구획 내에서 화재발생시 유리면의 직근에 화원이 위치하여 국부적으로 복사열을 가할 경우에도 화원상부 천정면에 설치된 감지시스템에 의해 한계온도이전에 수막형성시스템을 작동시켜 급냉파열현상을 발생시키지 않는다면 수막형성유리벽을 실제 방화구획의 경계벽으로 사용하는데 있어서 예측가능한 장애요인을 제거하는 데 비약적인 공헌을 한 것에 그 의미를 둔다.

This research focuses on analysis of a interaction fracture of various glasses due to contact of water sprayed curtain on hot glass surface with high temperature produced from convective heat source near glass wall. A large scaled experimental test was done in order to find the range of the glass surface temperature to be able to cause the breakage of the glasses when water droplets reach on the hot surface. This paper shows the allowable temperature of the glass surface for prevention of the cooling down breakage before water curtain droplets contact the surface. Allowable Temperature if <TEX>$250^{\circ}C$</TEX> for the tempered glass but general glass is very relatively low. Therefore if the water curtain spray system was adequately activated by a thermal detector installed below ceiling adjacent glass wall with water curtain nozzle system, all hot glass would not break out by cooling water droplet's contact on the hot surface due to convective heat released by adjacent fire source near the glass wall.