목재 저온발화의 사례분석 및 실험적 연구

Case Analysis and Experimental Study of Low-temperature Ignition of Wood

본 논문에서는 목재 저온발화에 의해 발생된 화재사례를 분석하고, 시즈히터의 복사열에 의한 시간별 목재의 특성변화를 연구하였다. 가로 120 cm × 세로 100 cm × 높이 185 cm의 삼나무 재질의 사우나실에 최대 6 kW의 시즈히터를설치하였다. 목재 벽면과 시즈히터의 거리를 10 cm에서 5 cm로 감소하면서 목재표면의 변화를 관찰하였다. 10 cm에서약 32 h이 경과 하였을 때, 황토색의 목재 표면이 흑갈색으로 변색되었다. 거리를 5 cm로 변경 후, 약 56 h이 경과 하였을 때, 표면이 탄화되면서 갈라지기 시작하였다. 이 때, 목재 표면의 평균 온도는 약 120 ℃ 정도였다. 총 88 h이 경과하였을 때, 백색 연기가 발생하면서 화염이 발생되었고, 최대 온도는 644 ℃로 측정되었다. 복사열에 의한 시간별 목재표면의 특성 변화와 관련된 선행연구가 부족하기 때문에 본 연구가 화재조사 분야에서 중요 할 것으로 판단된다.

In this paper, fire caused by low-temperature ignition of wood was analyzed. The hourly change in wood characteristicscaused by the radiant heat of a sheath heater was also studied. A sheath heater with a maximum heat output of 6 kW wasinstalled in a cedar sauna room with dimensions of 120(W) × 100(D) × 185(H) cm3. Changes in the wood surface weremonitored while decreasing the distance between the wood wall and the sheath heater from 10 to 5 cm. At a distance of10 cm, the wood surface started to become discolored from amber to dark brown after approximately 32 h. At a distanceof 5 cm, after approximately 56 h, the surface began to crack while being carbonized. At this time, the average temperatureof the wood surface was ~120 °C. After 88 h, the temperature reached 644 °C and a fire started, generating white smoke. This study is important to the field of fire investigation owing to a lack of prior studies concerning the changes in thesurface characteristics of wood upon sustained exposure to radiant heat.