수직제트기류에서 정온식 열감지기의 반응시간지수(RTI)에 관한 연구

A Study on the Response Time Index(RTI) of Fixed Temperature Heat Detectors in Vertical Jet Flow

국내의 특정 건축물의 화재안전성 확보를 위해 시행되는 성능위주설계(PBD)는 화재 및 피난시뮬레이션을 이용한 허용피난시간(ASET)과 요구피난시간(RSET)의 직접적인 비교를 통해 평가된다. 이때, RSET은 화재감지기의 작동시간에 큰 영향을 받기 때문에, 정확한 RSET의 산출을 위해서 화재시뮬레이션의 감지기 입력인자에 대한 신뢰성이 반드시 확보되어야 한다. 이에 본 연구팀에서는 광전식 및 이온화식 연기감지기의 장치물성입력인자가 측정된 바 있으며, 화재시뮬레이션을 통해 측정된 입력인자의 타당성이 검토되었다. 또한 최근에는 천장제트기류(Ceiling jet flow)의 환경에서 정온식 열감지기에 대한 장치물성 입력인자가 산출된 바 있다. 그러나 정온식 열감지기의 장치물성은 유동의 방향에 의해 큰 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 수직제트기류(Vertical jet flow)의 환경에서 정온식 열감지기를 대상으로 장치물성을 측정하였으며 기류 방향에 따른 비교·분석이 수행되었다. 정온식 열감지기의 입력인자를 측정하기 위해, 본 연구팀에 의해 제작된 FDE(Fire Detector Evaluator)를 이용한 실험이 수행되었다. 실험에 적용된 정온식 열감지기는 제품 인지도 조사를 통해 선정된 10개의 다양한 감지기가 고려되었다. 선정된 감지기를 대상으로 천장제트기류 및 수직제트기류의 환경에서 정온식 열감지기의 주요 입력인자인 작동온도(Activation temperature)와 반응시간지수(Response Time Index, RTI)가 측정 및 비교되었다. 또한 최소 3회 이상의 반복실험을 통해 측정된 입력인자에 대한 정밀도를 향상시켰으며, 이에 따른 평균 및 표준편차가 제시되었다. 최종적으로 제시된 정온식 열감지기의 입력인자에 대한 타당성을 검토하기 위해 LES 기반의 화재모델 Fire Dynamics Simulator(FDS)를 이용한 수치해석이 수행되었으며, 측정 및 예측된 감지기의 작동시간이 비교·분석되었다.