콘칼로리미터 실험데이터 기반 BIPV 적용 도서관의 화재 및 피난 시뮬레이션 연구

Fire Dynamics and Evacuation Simulation Study on the Library Adapting BIPV Based on the Experimental Data of a Cone Calorimeter

태양광 전지의 기능을 갖출 뿐만 아니라 건축물 외장재의 역할도 하는 건물일체형 태양광(building integratedphotovoltaic, BIPV) 시스템에 사용되는 구성요소들 중 일부는 가연성 재질로 되어 있어 화재 위험성 평가가 필요하다. 본 연구에서는 PyroSim프로그램을 이용한 화재 시뮬레이션을 통해 BIPV 설치 전·후의 화재 위험성을 비교하였다. 시뮬레이션에 앞서, BIPV 시스템 패널의 콘칼로리미터 실험을 통해 BIPV 연소특성 데이터베이스를 구축하고,이 실험값을 이용하여 화재 시뮬레이션을 구동시켜 결과를 분석하였다. 화재위험성 평가를 진행한 결과 BIPV 설치하였을 때 수직확산으로 인한 화재전파가 빠르며 열 및 연기방출량이 증가하여, BIPV 설치 전 대비 건물중앙부의기준으로 화재발생 후 805 s에 가시거리가 54.94% 감소하는 등 화재 위험성이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구의결과는 BIPV 설치 건물 내 사람들의 피난 및 수동조치의 신뢰성을 확보하고 화재 안전성 증진하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

A building integrated photovoltaic (BIPV) system can function as a solar cell and as a building exterior material. Assome of its components are made of combustible materials, it is necessary to evaluate the risk of fire. In this study, therisk of fire before and after BIPV installation was compared through fire simulation using the PyroSim program. Prior tothe simulation, a BIPV combustion characteristic database was established via a cone calorimeter experiment with a BIPVsystem panel, and the results were analyzed through a fire simulation using these experimental values as input values. Thefire risk evaluation confirmed that when BIPV was installed, the fire propagation due to vertical diffusion was fast. Additionally, the amount of heat and smoke emitted increased, resulting in an increase in the risk of fire by 54.94% basedon the center of the building at 805 s. Therefore, it is expected that the results of this study will contribute to securingthe reliability of evacuation and manual measures for people in BIPV-installed buildings as well as improve fire safety.