전기장을 활용한 화재 연기 및 화재 진압에 대한 초기 대응 방안

Initial Response for Control of Fire Smoke and Fire suppression using Electric Fields

현재 주요 건축물 자재는 대부분 스티로폼 단열재가 사용되고 있으며, 스티로폼 단열재는 탄화수소 계열의 분자구조를 가지고 있기 때문에 언제든지 화재 위험성을 지니고 있다. 이러한 자재로 이루어진 건축물 내 화재는 굉장히 빠른 전파 속도를 가지며, 화염과 동반되는 화재 연기는 매년 화재 사망사고 원인의 대부분을 차지한다. 따라서 화재로 인한 인명피해를 줄이기 위해 화재 및 연기를 제어하는 연구의 증진은 필수적이다. 현재 각광받는 연소 기술 중 준항복장 영역에서 유동장을 변화시키는 이온풍의 효과가 주목받고 있다. 탄화수소 계열 화염에 전기장을 인가할 경우 화염으로부터 발생된 양전하와 음전하가 전극 쪽으로 가속하며, 이러한 움직임은 연소장 내 대부분의 수밀도를 차지하는 중성자와 충돌을 일으켜 운동량을 확산시킨다. 운동량 확산은 다량의 체적유동을 야기하며, 이를 이온풍이라 정의한다. 이온풍을 활용한 본 실험은 다음과 같다; 외부 교란을 최소화 하여 이온풍의 효과를 정확히 파악하기 위해 정사각형 아크릴 챔버를 설치하였고, 챔버 내에서 스티로폼 단열재를 점화해 화재 현장을 묘사하였다. 전기장을 형성하기 위하여 챔버 내 우측 통로에 메탈 메쉬를 부착하였으며, ± 2, 5, 10 kV를 인가하였다. 연기 제어 효과를 관측하기 위해 통로에 농도측정기(Testo 350)를 설치하였다. 전기장을 인가하였을 경우, 인가되지 않은 결과에 비해 약 10배 이상의 유독가스가 관측되었다. 실험 결과에 대한 보다 자세한 내용과 설명은 구두 발표하고자 한다.