축소 구획실에서 환기조건에 따른 액체연료의 화재특성 변화

Changes in Fire Characteristics of Liquid Fuel depending on Ventilation Conditions in a Reduced-Scale Compartment

건축물의 성능위주소방설계 과정에서 연소환경의 변화를 고려하지 않은 화원정보를 인용하는 경우 화재위험성평가의 신뢰성이 감소될 수 있다. 이러한 오류를 방지하기 위하여, 환기조건의 변화가 화재특성에 미치는 영향이 검토되었다. 1/4 규모로 축소된 ISO 9705의 환기면적이 단계적으로 변화되었으며, 연료로는 N-heptane이 선정되었다. 실험 결과, 동일한 구획 및 화원의 조건에서 환기면적이 작을수록 가연물의 초기 연소가 촉진되어 이른 시점에 비등이발생하였다. 반면, 비등으로 인한 화재성장률, 최대 열방출률 및 총 방출열량은 환기면적이 작을수록 낮은 값을 나타냈다. 수치해석을 활용한 내부 유동의 분석 결과, 환기조건에 따라 생성된 순환유동이 구획 내부의 화학적 특성에영향을 미쳐 최성기의 화재규모가 감소함을 확인하였다.

In the performance-based design (PBD) process of buildings, citing fire sources without considering possible changes inthe combustion environment may reduce the reliability of the fire risk assessment. To prevent such errors, the effect of theventilation condition variations on the fire characteristics was investigated. The ventilation area of a 1/4 scaled ISO 9705was gradually modified and n-heptane was selected as fuel. Experimental results showed that, under the same compartmentand fuel conditions, the initial combustion of combustibles was accelerated and boiling occurred earlier as the ventilationarea decreased. In contrast , the fire growth rate, maximum heat release rate, and total heat released from boiling decreasedas the ventilation area decreased. The analysis of the internal flow field using numerical simulation confirmed that thecirculation flow generated depending on the ventilation conditions affected the chemical characteristics within thecompartment, leading to a decrease in the fire scale during the peak period.