유리커튼월 수막시스템 분무헤드의 화재 실험 연구

Fire Experiment for a Water Curtain Nozzle in a Double Glazed Curtain Wall System

최근 초고층 건물 외벽에는 유리 커튼월 시스템이 많이 적용되고 있으며, 이러한 초고층 건물은 화재 발생 시 연돌효과 및 외부 기류에 따라 수직으로 화재가 급격하게 확산되는 특성을 가지고 있다. 기존에 사용되고 있는 스프링클러헤드는 상층부로의 화재 확산을 효과적으로 방지 할 수 없기 때문에 화재시 막대한 재산 및 인명피해를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 보다 넓은 유리커튼월 면적을 방호할 수 있는 수막을 형성하고 층간 화재 확산을 방지 할 수 있는 수막 헤드를 개발하였다. 수막 헤드의 성능을 검증하기 위하여 살수 실험 장치를 구성하고 이를 활용하여 기존 스프링클러 헤드와 살수 패턴을 비교, 분석하였다. 상층부로의 화재 전파 차단 성능을 검토하기 위하여 2층 유리커튼월로 구성되어 있는 실험 장치를 활용하여 화재 실험을 수행하였다. 이를 통해 본 연구에서 제시한 수막 헤드가 기존 스프링클러헤드 보다 효과적으로 화염을 차단하는 것을 확인하였고 수치해석을 통해 최초 크랙 위치 및 파단 임계 온도를 분석하였다.

Recently, a curtain wall system was applied to skyscrapers to prevent fire spreading along the vertical direction due to stack effect and outside air flow when a fire breaks out in skyscraper. Conventional sprinklers cannot prevent the spread of fire to the upstairs areas, which increases the loss of life and property. In this study, a water curtain nozzle that creates wider water coverage on the surface of glass and can prevent the spread of fire to the upstairs areas was developed. The spray pattern of the water curtain nozzle was compared with that of a sprinkler to determine performance of the water curtain nozzle. A fire experiment was constructed on the second floor to verify performance of the water curtain nozzle in preventing the spread of fire to the upstairs areas. The fire and watering experiment proved that the water curtain nozzle prevented more effectively the spread of fire than the conventional sprinkler. The position of first crack and critical temperature of fracture were also analyzed using numerical analysis.