화재 시 “Chung’s equations-II”에 의한 가연성 물질의 연기 위험성

Smoke Risk Assessment of Combustible Materials by Chung’s equations-II in Fire

목재는 미적인 외관과 우수한 물리·화학적 성질로 인하여 일반 가정주택에서부터 주거용 중형 건축물의 건축 재료로서 주로 널리 사용되고 있다. 그러나 다른 건축 재료들에 비하여 화재에 취약성을 가지고 있다. 목재와 같은 가연물은 연소 시 발생되는 연소가스와 연기에의한 피해도 많이 발생한다. 특히, 연기는 화재발생 시 인명피해에 있어서 제일 큰 비중을 차지한다. 본 연구는 건자재용 목재의 연기 유해성평가에 대하여 연기성능지수-II (SPI-II), 연기성장지수-II (SGI-II)를 중심으로 조사하였다. 연기 특성은 시험편 목재에 대하여 cone calorimeter (ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 실제 화재 시와 유사한 화재성장기에서 발견되는 열유속인 50 kW/㎡ 외부 열유속(external heat flux) 조건에서 진행 하였다. 사용한 시험편의 두께는 10 mm이고 시편은 100 mm × 100 mm 크기의 규격으로 절단하였으며, 시험에 앞서 콘히터의 열량이 설정값 ± 2% 이내, 산소분석기의 산소농도가 20.95 ± 0.01%가 되도록 교정하고 배출유량을 0.024 ± 0.002 ㎥/s로 설정하였다. 연소 반응 후 화재 유해성 평가 분석에 필요한 연기 인자 관련 지수를 구하였다. 시험편은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송을 사용하였다. 연소반응 후 측정된 연기성능지수-II는 적송을 기준으로 1.31~2.15배 증가하였다. 연기성능지수-II에 의한 화재위험성은 가문비나무. 삼나무, 나왕, 적송의 순서로 증가하였다. 연기성장지수-II는 삼나무를 기준으로 1.18~2.27배 증가하였다. 연기성장지수-II에 의한 화재위험성은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송의 순서로 높아졌다. CO 평균농도는 59~133 ppm였으며 이 결과는 미국직업안전위생관리국(occupational safety and health administration, OSHA)의 허용기준(permissible exposure limits, PEL)인 50 ppm 보다 높게 나타났다. 결론적으로 적송과 같이 휘발성 유기물질을 다랑 함유한 목재는 연기성능지수-II가 낮고, 연기성장지수-II가 높으므로 화재로 인한 연기유해성이 높은 것으로 이해된다.